含苯酚废水处理

含苯酚废水处理

苯酚是造纸、炼焦、炼油、塑料、农药、医药合成等行业生产的原料和中间体。含酚废水对人类的危害非常严重，因此，研究水中苯酚的去除非常必要。为进一步提高对苯酚废水的处理效率，近年来，国内外学者苯酚废水的处理做了大量的研究工作，并开发出多种处理方法。本文详细介绍一种含苯酚废水处理方法——二氧化氯对苯酚废水的处理。

二氧化氯的氧化能力强，是广谱性杀菌消毒剂和优良的漂白剂，可用于工业废水处理[1]。笔者就二氧化氯对苯酚的氧化性能进行初步探讨，利用稳定的二氧化氯水溶液对苯酚废水进行处理，并确定适宜的处理条件。

1 材料与方法

1．1 仪器和试剂

仪器：722型可见分光光度计、恒温水浴锅。试剂：重铬酸钾标准溶液(0．100 0 mol／L)、Na2S2Os溶液(0．101 4mol／L)、20％碘化钾溶液、(1+5)硫酸、二氧化氯储备液(48o．6 mg／L)、苯酚标准储备液(1．002 9 mg／L)、4一氨基安替比林溶液、缓冲溶液、铁氰化钾溶液、 so4(纯)、蒸馏水。

1．2 试验方法配置

苯酚溶液100 mL，反应温度为(25±0．5)℃，加入二氧化氯，在反应不同时间后取样进行分析。苯酚浓度采用4一氨基安替比林直接光度法测定[2]；二氧化氯浓度的测定采用连续碘量法[3]。

2 结果与讨论

2．1 反应时间和初始浓度对苯酚去除率的影响

配置不同苯酚初始浓度的水溶液，反应温度为(25±0．5)℃，加入二氧化氯(10 mg／L)，在反应不同时间后取样进行分析，结果如图1所示。

在苯酚初始浓度为4,6 mg／L时，在开始2—3 min，苯酚浓度下降很快，苯酚去除率达到82％左右，而苯酚浓度达到8mg／L时，则在反应6 min时才达到相同驱除率，水溶液中

苯酚浓度高时，反应生成中间产物，并且消耗掉一定量的二氧化氯，影响了苯酚的去除。

初始浓度为8 mg／L的苯酚溶液，在反应20 min后，去除率达到93％，这说明二氧化氯

用量是决定苯酚去除率的主要因素，也说明对苯酚的去除是十分有效的。

在相同条件下，初始浓度低的溶液苯酚降解速率更快。苯酚浓度随降解时间的变化可用表

观一级反应动力学关系式来表示：In(Co／C)=kt；式中，k为表观一级反应动力学速率常数；t为反应时间。拟合结果表明，苯酚初始浓度8,6、4mg／L时，对应的表观一级反应动力

学速率常数k分别为0．606 5,0．887 3、0．976 6；R 分别为0．993 4、0．935 6、0．896 8。

2．2 处理温度对苯酚去除率的影响

废水处理温度的高低，直接影响着处理装置的复杂程度和处理费用。若要求处理温度较高时，处理低温废水就需要加热设施，这不仅使处理装置复杂和处理操作麻烦，而且也增加

了设备投资和运行费用。处理时间为20 min，考察处理温度对去除率的影响，结果见图2。随处理温度的升高，苯酚去除率提高，但影响不大，在l0℃时，处理20min，苯酚的去除

率达87％以上。这表明利用二氧化氯处理含酚废水不要求高的处理温度，不必增添加热设施，低温下也有较好的处理效果。

利用二氧化氯水溶液进行苯酚废水处理，不仅方便、安全，操作也十分简单，直接将其按

一定量加入废水中，搅拌均匀，维持一定的处理时间，即可达到良好的处理效果，不存在

二次污染。处理1 nag苯酚废水：二氧化氯加入量为2．5～ 3．0mg、废水pH值<8、废水

处理时间>30 min、废水处理温度为室温。

下面我们再介绍一下工业上含苯酚废水处理的流程：

（1）从工业废水与苯进入设备Ⅰ得到苯酚、苯的溶液与无酚工业废水（此废水可以排放），说明在设备Ⅰ中进行的是萃取，利用苯与苯酚具有相似的结构，将苯酚从工业废水里抽提

出来，用分液的方法将下层的工业废水放出排放，上层的苯酚苯溶液进入设备Ⅱ。

（2）盛有苯酚苯溶液的设备Ⅱ中注入氢氧化钠溶液，此时，具有酸性的苯酚跟氢氧化钠发生中和反应，生成苯酚钠和水

苯酚钠是离子化合物，易溶于水中。伴随上述化学反应的发生，在设备Ⅱ中的液体分为两层，上层是苯层，下层是苯酚钠的水溶液（即设问中的物质A），上层的苯通过管道送回

设备Ⅰ中继续萃取工业废水中的苯酚，循环使用，下层的苯酚钠（A）溶液进入设备（Ⅲ）。具体参见更多相关技术文档。

（3）在盛有苯酚钠溶液的设备Ⅲ中，通入过量的二氧化碳气，这两种物质间发生化学反应，生成苯酚和碳酸氢钠，这个化学实质是弱酸盐与“强”酸发生的复分解反应（的酸性比苯酚

的酸性强），化学方程式如下：

在析出的苯酚中含有微量水，呈油状液体，沉于设备Ⅲ液体的下层，经分液后再精馏可得

苯酚。上层液体B是溶液，经管道输送进入设备Ⅳ。

（4）盛有碳酸氢钠溶液的设备Ⅳ中，加入生石灰（CaO），生石灰与碳酸氢钠溶液里的水

化合变为熟石灰，与发生复分解反应，生成和沉淀，化学方程式如下：

若把上述两个反应合并写为下式：

同样正确。溶液与沉淀通过过滤分离。

反应所得溶液，通过管道进入设备Ⅱ，循环使用；所得沉淀进入设备Ⅴ。

（5）在设备Ⅴ中的原料是固体，所得的产品是氧化钙和二氧化碳，由此可知，设备Ⅴ实质应是石灰窑，其中，发生的化学反应为：

反应所得二氧化碳通入设备Ⅲ，反应所得氧化钙进入设备Ⅳ。

综上所述，在含苯酚工业废水提取苯酚的工艺流程中，苯、氧化钙、氢氧化钠、二氧化碳4种物质均可以循环使用，理论上应当没有消耗。

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