萃取法处理含酚废水

２００３年第４期（总９８期）
浅谈木材中水分的移动规律
徐振起
【提要】：论述木材中水分的由来，木材中水分的分布移动情况及水分的移动规律，进一步 了解、掌握木材的收缩、吸收原理，从而更科学、有效地制定木材干燥工艺，提高木材干燥质 量。
关键词：含水率纤维饱和点收缩吸湿干燥工艺
一棵活着的树木，由它的须根不间断地把土 壤中的水分输送到树叶，进行光合作用，所以树 干中含有大量的水分。活树被伐倒，并制成各种 规格的成材后，水分的一部分或大部分仍然保留 在木材内部，这就是木材中水分的由来。
２萃取剂的选择
萃取剂是液一液萃取中一个重要因素。它影 响萃取产物的质量、组成、分离程度以及萃取操 作的效果，要使萃取过程获得满意的结果，首先 要选择好萃取剂。依据为：
（１）萃取剂对酚要有较高的溶解度； （２）萃取剂要易于回收； （３）萃取剂要有适宜的物理性质，如适当的 表面张力、挥发度、着火点、粘度、凝固点等； （４）萃取剂要有足够的化学稳定性，腐蚀性 较小； （５）来源方便，价格低廉，易于获得。 根据以上原则，我单位以前采用轻苯为萃取 剂，主要是易于获得，但轻苯作为萃取剂，酚的 分散系数不高，还易挥发，有毒，使用后需再 生，对人体的危害较大。鉴于以上缺点，我们对 萃取剂重新进行筛选和改造。采用新型酰胺型萃 取剂Ｎ一５０３，把它同柴油按一定体积比例组成均 相体系，应用Ｎ一５０３一柴油体系具有效率高、损耗 低；Ｎ一５０３毒性小；对酚、碱、热有较好的稳定 性，可较长时间运转而不需再生等优点。
相流量、萃取液pH值、料液初始浓度与萃取液酚钠初始浓度、运行温度、盐离子强度等操作条件对膜萃取性能的影响。研究表明：苯酚在复合膜中的传
质属膜阻控制的传质；料液流动程度加剧，有利于苯酚溶液膜萃取过程的进行；但萃取液侧流量变化对传质几乎无影响：化学反应的增强作用对传质系
数影响不大；当pH>12.5时，K<,ov>不随萃取液酚钠浓度变化而变化；当苯酚初始浓度大于5.0g/L时，K<,ov>是一个定值；J与温度的关系符合
３ 在实际生产运行中影响萃取效率 的因素及最佳工艺条件
（１）氨水处理量萃取塔脱酚装置设计能力 为１６ ｔ／ｈ。如果处理水量过大，流速过快有部分 焦油随氨水进入萃取塔造成乳化，乳化物难以分 离且容易堵塞管道，严重时会出现液泛现象。另 外，水量过大，塔内压力变化较大，稍有不慎就 会出现油水分离器冒罐现象。
１ 木材内水分的移动规律
１．１ 木材中的水分和木材的收缩 木材是非均质的吸湿性材料，其中的水分有
结构水、自由水和吸着水三种形式。结构水只有 在破坏了木材的分子结构后才能排除；自由水位 于细胞腔内和细胞间隙中，在木材中移动较容 易。由无数互相连通的细胞腔构成、对水分的束 缚力很小，以至无束缚力的毛细管系统叫做大毛 细管系统。该系统只能向空气中蒸发水分而不能 从空气中吸收水分。
１ 萃取原理
萃取过程涉及两个重要问题，即相际平衡和 传递速率。 １．１ 分配定律与分配系数
往含酚废水中加入萃取剂后，水中的酚便依 其在水与萃取剂两种不同溶剂中的溶解度，按一 定的分配规律成比例地进行分配。此过程由两个 传质方向同时进行，一方面酚由水中向萃取剂中 溶解，与此同时，萃取剂中的酚也向水中溶解。 两个方向溶解速度的大小与酚在萃取剂中及水中 的浓度成正比例，可用下列方程式表示：
Ｖ１＝ＫｌＣｌ
Ｖｚ＝Ｋ２Ｃ２
式中，ｙ。一单位时间内由水中溶解到萃取剂中的
酚分子数；ｙ广同时间内由萃取剂中溶解
到水中的酚分子数；Ｃ。、ｃ２一酚在水、萃
取剂中浓度；Ｋ。、Ｋ厂比例系数。
平衡时：Ｖ。＝ｙ２ 即Ｃ２／Ｃｌ＝Ｋ，／Ｋ２＝Ｉ｜｝。此式 表明：在两个几乎互不相溶的液相组成的体系 内，当存在某种物质时，此物质将在两种溶液中 进行分配，而分配的结果，是它在两种溶液中浓 度比例为一常数，这就是分配定律。 １．２传质过程与传质速率
４结 语
酚类物质在工业、农业、国防、医药卫生等 方面有着广泛的应用，因此采用此法回收废水中 的酚，同时又净化了工业废水。
收稿日期：２伽１２年１２月１０目 作者：黑化集团焦化厂工程师（黑龙江富拉尔基邮政编
码：１６１０４ｌ 电话：０４５２－８９２７１６４）
一１２７—
萃取法处理含酚废水
作者： 作者单位： 刊名：
质几乎无影响；化学反应的增强作用对传质系数影响不大；当pH>12.5时，K<,ov>不随萃取液酚钠浓度变化而变化；当苯酚初始浓度大于8.0 g/L时
，K<,ov>是一个定值；K<,ov>随温度的升高而呈直线性提高；K<,ov>随盐离子含量的增高而增大，表明本体系尤其适于处理高浓度、高盐度含酚废水
；当膜两侧压差AP<0.1 MPa时，压差的存在对传质几乎无影响，当ΔP>01 MPa时，有利于传质但同时存在膜的致密化问题，所以应当适当控制跨膜压差
木材的收缩是指木材各个方向尺寸变化，它 是木材中水分移动的结果。木材的收缩可分为线 性收缩和体积收缩。线性收缩指纵向、径向和弦 向；体积收缩为这三个方向收缩之总和。不同含 水率木材的收缩率见图ｌ。
１７．５
１６
三：！
瓣１０ 婚８ 警６
４
９
１０
２０
３０
４ｔ）
５０
木材禽水率（％）
ｌ一体积收缩；２－－弦向收缩；３－－径向收缩；４－－纵向收缩。 图１ 不同含水率木材的收缩率
《一重技术》
萃取法处理含酚废水
朱艳清
［提要】：论述黑化集团公司如何利用萃取法处理工业含酚废水。萃取法是从高浓度含酚废 水中回收酚类物质的主要方法，利用酚在萃取剂中和水中溶解度的不同而达到回收酚和净化含 酚废水的目的。
关键词：萃取含酚废水萃取剂废水净化酚回收
黑化集团焦化厂在炼焦与回收焦化产品过程 中，有大量成分较复杂的含酚废水产生（如剩余 氨水、终冷废水），含有挥发酚和不挥发酚、氰 化物、氨、硫化物和焦油等。含酚废水是危害较 大的工业废水，这种废水不经处理排入水体，不 仅使ＢＯＤ值增大，还会危害水生生物的繁殖与生 存，因此含酚废水不经处理不得外排。
Arrhenius方程；K<,ov>随盐离子强度的增高而增大，表明本体系尤其适于处理高浓度、高盐度含酚废水。
(2)对构造的新型PDMS/PVDF平板复合膜
体系进行改进同时研究了间歇循环非稳态过程的复合膜传质问题。探讨了料液雷诺数、萃取液pH值、料液与萃取液酚钠初始浓度、运行温度、盐离子强
度、跨膜压差和膜厚度等操作条件对膜萃取性能的影响。研究表明：料液流动程度加剧，有利于苯酚溶液膜萃取过程的进行；但萃取液侧流量变化对传
5.学位论文 殷国监 硅橡胶膜膜萃取处理高浓度含酚废水 2007
膜萃取是膜过程与液液萃取相结合的一种新型分离技术。适用于恒沸物或近沸物、挥发性有机物(VOCs)、热敏性物质、低沸点、难汽化的物系的分
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离。其中，利用酚类与胺类化合物水解平衡的特点，以无机酸/碱溶液作萃取液、硅橡胶膜作为分离膜的新型膜萃取技术，具有能耗低、运行条件温和、
4.期刊论文 朱慎林.朴香兰.王桂明 绿色溶剂碳酸二甲酯处理含酚废水研究 -化学工程2002,30(4)
用绿色溶剂碳酸二甲酯(DMC)对含酚废水进行了萃取处理,研究了时间、pH、溶剂组成、溶剂比等对萃取的影响.实验结果表明,DMC萃取苯酚的过程为 物理溶解过程,因此萃取过程在几分钟之内就能达到平衡,而且萃取过程基本不受pH值的影响.随着平衡水相浓度的增加,平衡有机相浓度增加,而且分配系 数也增加.以50%DMC-正己烷为萃取剂,三级萃取5g/L的苯酚废水,萃残液中的酚浓度降到了4.82mg/L.
2.会议论文 包伯荣.李珍.吴明红 N,N-2(1-甲基-庚基)乙酰胺萃取处理高浓度含酚废水 2003
本文报道了DMHAA从废水溶液中萃取苯酚机理的研究.考查了以煤油为稀释剂,N,N-二(1-甲基-庚基)乙酰胺(DMHAA)萃取废水中的苯酚的性能.研究了 萃取剂浓度、苯酚浓度、酸度和温度对苯酚萃取的影响以及反萃的可行性.由斜率法确定了萃合物的组成,计算出萃取反应的平衡常数以及有关的热力学 函数,同时根据红外光谱和核磁共振谱讨论了萃取过程及萃合物的结构.实验结果表明N,N-二(1-甲基-庚基)乙酰胺对苯酚具有良好的萃取性能。
１．２木材含水率 木材中水分的重量与全干材重量比值的百分
数，叫做木材的绝对含水率，简称含水率。其计
（２）油水比 提高油水比有利于提高氨水的 脱酚效率，油水比过高会增加油的循环量，萃取 后油中含酚量低，碱洗时酚钠盐不易饱和。因此 生产油水比宜取１：１。
（３）搅拌强度脉冲筛板塔是靠塔内筛板作 上下高频率的往复振动进行搅拌的，其搅拌强度 与振幅及频率有关，振幅过小，分散不好，脱酚 效率下降；振幅过大，则影响轻相上升，使生产 能力下降。经过几年的生产实践，总结出萃取塔 最佳振幅３ ｍｍ左右，频率为３００－３５０次／ｍｌｎ。
吸着水即细胞壁所含的水分。由互相连通的 细胞壁内的各级微毛细管构成，对水分有不同程 度的束缚力的毛细管系统，叫做微毛细管系统。 该系统内的水分，必须在空气湿度低到一定程度 时，或者在额外加热的条件下，才能向空气中蒸 发。该系统既能向空气中蒸发水分，也可以从空
气中吸收水分。故自由水的排除只影响木材的密 度，而吸着水的排除不仅影响木材的密度，也影 响它的尺寸。
3.期刊论文 魏凤玉.邓传芸.虞文良.张绍锦.刘小玲.Wei Fengyu.Deng Chuanyun.Yu Wenliang.Zhang Shaojin.
Liu Xiaoling 癸二酸生产中单钠盐溶液的脱色及萃取-吸附法处理含酚废水 -中国环境科学1998,18(4)
癸二酸生产中以活性炭对癸二酸单钠盐溶液脱色时,产品收率低、生产成本高.本文采用以凹凸棒石粘土为基体的新型吸附剂对癸二酸单钠盐溶液进 行脱色.结果表明,在脱色剂用量为2%、脱色温度90℃、脱色时间30min条件下,脱色率为85.3%、产品产率为92.0%,且该吸附剂价廉易得,经蒸汽再生后可 反复使用,可用于癸二酸单钠盐溶液的脱色.同时提出了用萃取-吸附法处理癸二酸生产中含酚废水的工艺流程,萃取相(含酚)无需反萃可直接回用于原生 产中,该法具有明显的经济效益与环境效益.
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
朱艳清 黑化集团焦化厂
一重技术 CFHI TECHNOLOGY 2003，(4) 0次
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1.期刊论文 余蜀宜.Yu Shuyi 用松香胺萃取处理含酚废水的研究 -化工环保1999(2)
用松香胺萃取处理模拟含酚废水.研究了萃取剂组成、油水比、废水酸度对分配系数的影响,萃取温度、萃取时间对脱酚效率的影响,以及反萃剂的浓 度、用量和反萃温度对反萃率的影响.
过程简单、环境污染少等优点。目前，该技术正处于工业化应用的开始阶段，仍有许多问题值得深入研究。因此，本研究以酚类化合物的代表——苯酚
为模型污染物、氢氧化钠溶液为萃取液，利用硅橡胶平板复合膜(PDMS/PVDF)和均质致密硅橡胶膜(聚二甲基硅氧烷…PDMS)构造了新型膜萃取系统。主要
开展了以下工作：
(1)利用新型PDMS/PVDF平板复合膜构造含酚废水膜萃取体系，研究了间歇循环非稳态过程的复合膜传质动力学问题。探讨了两
萃取酚的过程，实际是萃取物从一相向另一 相传递的过程，由于在实际的脱酚操作中，被萃 取物质在两相中的浓度是不平衡的。正是由于不 平衡，才有传质过程发生，同时也存在传质推动 力。写成方程式则为：Ｇ＝ＫＦＰ。
式中，Ｇ一物质的传递速率；卜两相接触面积；
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Ｐ＿传质推动力；Ｋ一传质系数。 如采用脉冲萃取塔，通过筛板脉动将萃取剂 扩散成很细小的颗粒，Ｆ值增大；通过脉动，增 大两相扰动程度，Ｋ值增大；采用逆流操作，Ｐ 值增大。那么，根据此公式可得出物质的传递速 率Ｇ值增大了。因此，我单位采用脉冲萃取塔是 行之有效的。
（４）操作温度温度对萃取与碱洗过程都有 重要的影响。一般说来，萃取时的温度高些较 好，有利于破乳，有利于萃取剂与水分离，还能 加速水和油的传质过程。但温度过高，萃取剂在
万方数据
水中的溶解度增大，而随水带走的损失量增加。 温度过高，还易产生液泛反而影响脱酚效率。
影响萃取效率的因素很多，诸如萃取塔的选 型、萃取剂的选取、塔板结构等等。我们对影响 萃取脱酚运行因素结合生产实践进行了认真系统 的分析，总结出最佳的工艺条件，并使其在实践 操作中加以实施，萃取脱酚效果较好。，