LAS阴离子表面活性剂及其处理工艺
日化废水论文阴离子表面活性剂论文
日化废水论文阴离子表面活性剂论文:日化废水处理研究与应用进展摘要:本文以日化废水中las为主要调研对象,总结了国内外日化废水和表面活性剂废水的处理方法,列举了对不同浓度表面活性剂废水的实验室研究结果和工程应用实例,并对比了各种方法的利弊,可为选择日化废水的处理方法提供良好借鉴。
关键词:日化废水阴离子表面活性剂(las)处理方法0 引言表面活性剂由于具有良好的洗涤、润湿、乳化及增溶等特性而得到了广泛的应用[1],目前我国生产的表面活性剂多属于阴离子表面活性剂,以直链烷基苯磺酸钠(las)为主。
鉴于las在合成洗涤剂生产工业及日常生活中应用的普遍性,它对生态环境和人体健康的影响与危害已经引起人们的高度重视,含las废水的处理技术已经成为当前水处理中重要的研究课题,并逐渐受到关注。
1 表面活性剂废水的特点表面活性剂废水成分复杂,废水中除了含有表面活性剂和其乳化携带的胶体污染物外,还含有助剂、漂白剂和油类物质等;废水中的las以分散和胶粒表面吸附两种形式存在。
表面活性剂废水一般呈弱碱性,ph约8~11;但是部分las生产废水的ph为4~6,呈酸性;餐饮废水、洗浴废水和洗衣废水的las一般为1~10mg/l,而las生产废水一般为200mg/l左右;codcr差异也很大,从100~10000mg/l甚至达105g/l。
2 表面活性剂废水的处理方法2.1 物理化学方法2.1.1 混凝沉淀李天琪等投加聚合硫酸铁处理日化废水,cod、las分别从12615mg/l、2000mg/l降为1400mg/l、30mg/l;后续采用生化法处理,取得了良好效果。
混凝法处理饮用水中残留的有机污染物的效果好,成本低,但处理高浓度的日化废水混凝剂的用量大,产生大量的化学污泥,沉淀时间长且需要处置,限制限制该法的应用。
2.1.2 曝气泡沫分离泡沫分离法废水中表面活性剂的去除良好,分离效果好,广泛用于去除合成洗涤剂成分。
宋沁应用泡沫分离法处理进水las低于70mg/l废水,经微孔曝气管分布在塔底的泡沫分离塔后出水las<5mg/l,平均去除率>90%,cod去除率也可达80%左右。
十二烷基苯磺酸钠(LAS)的生产
十二烷基苯磺酸钠(LAS)的生产技术
3.主要参数
烷基化反应采用三氯化铝为催化剂,反应压力0.6~0.8MPa,温 度30~40℃,苯与烯烃的摩尔比约为10。大量过量的苯不但可以减 少二烷基苯的生成,还可进行脱烷基反应,使已经生成的二烷基苯重 新变成单烷基苯,提高单烷基苯的收率。一般收率多在90%左右。副 产物主要是重质烷基苯和聚合物,还有少量的轻质气体。 三氧化硫在进入磺化器之前被干燥的空气稀释至浓度为3%~5%, 其目的是为了控制反应速度,减小因为反应速度带来的缺陷。三氧化 硫与烷基苯的摩尔比1:1.03~1.05,反应温度控制在25 ℃ ,不超过30 ℃。 将氢氧化钠配成10%的溶液,通入中和器中,将pH控制在7~8, 中和器中需要不断地搅拌,且将温度控制在40~50℃。
优点: 工艺较为先进,产品质量较好,2-位烷基笨的量少,生产
过程中茚满、萘满含量低,并对设备腐蚀小
缺点; 能耗大
目前在我国常用的烷基化方法是脱氢法
十二烷基苯磺酸钠(LAS)的生产技术
三、十二烷基苯的磺化
常用的磺化法有一下三种: 1、氯磺酸磺化法 2、氨基磺酸磺化法 3、三氧化硫磺化法
十二烷基苯磺酸钠(LAS)的生产技术
CH3(CH2)8CH=CH2
AlCl3
CH3(CH2)8CH=CH2+ C12H25 1.2生产原料 丙烯、苯、无水三氯化铝 1.3优、缺点 优点:热稳定好,去污力强,价格便宜 缺点:不易生物降解,造成环境公害
十二烷基苯磺酸钠(LAS)的生产技术
2、石蜡裂解法(乙烯齐格勒聚合法)
2.1生产原理 石蜡裂解是在高温条件下使石蜡分子中的C-C键断裂, 从而制得低沸点烃类的热反应,分离得到十二烯烃,再与 苯烷化得到十二烷基苯。 2.2生产原料 石蜡、苯、无水三氯化铝 2.3优、缺点 优点:工序较短,产品性能良好
阴离子表面活性剂LAS简介
LAS:英文缩写,代表意思广泛,组织、化工品、专业名称等等的缩写,凡关键词首字母的排列顺序为L、A、S皆可用此。
1、直链烷基苯磺酸钠化学物:直链烷基苯磺酸钠(Linear Alkylbenzene Sulfonates),属于烷基苯磺酸盐物质的理化常数国标编号----CAS号中文名称阴离子洗涤剂(LAS) ,直链烷基苯磺酸钠盐英文名称Linear Alklybezene Sulfonates别名阴离子表面活性剂分子式C18H29SO3X;CH3(CH2)9CH(CH3)C6H4SO3X 外观与性状分子量344.4(平均) 蒸汽压熔点溶解性密度稳定性危险标记:低毒物质,泡沫多、刺激性大,有一定致畸性。
主要用途:用作洗涤剂,已逐步被淘汰,包括某直销产品的洗洁精在美国和韩国已经因LAS 被淘汰。
用途:通常作为家庭合成洗涤剂、洗涤餐具和蔬菜用的厨房洗涤剂(目前被部分国家淘汰使用);除用作厨房洗涤剂之外, 还用作家庭用清洁剂、去污粉等的配制成分, 以及在洗衣店用的洗涤剂、纤维工业用的煮炼助剂、洗涤剂、染色剂、金属电镀过程用的金属脱脂剂、造纸工业用的树脂分散剂、毛毡洗涤剂、脱墨剂, 在制造树脂乳胶液聚合过程中用的乳化剂、在农药工业乳剂用的乳化剂、颗粒剂和可湿性粉剂用的分散剂、皮革工业用的渗透脱脂剂、肥料工业用的防结块剂、水泥工业用的加气剂等许多方面, 作为配合成分或单独使用;近年来, 在石油开采中3次回收用胶束溶液驱油法等新技术方面也有所应用.。
毒害:LAS对动植物有毒害。
直链烷基苯磺酸盐(LAS)和非离子表面活性剂(NIS)是产量和消耗量都相当大的两类表面活性剂.文章从生物降解性、毒性及在环境和生物体内的累积性3个方面分析了它们的环境安全性,认为表面活性剂对环境会产生不同程度的影响.LAS对动植物有毒害,在环境中和生物体内有累积(尽管易降解)。
物理指标:耐硬水性和钙皂分散能力差、耐强碱性差。
LAS的水溶液随着水硬度的增加而变得混浊,直至不透明;LAS相对AES和醇醚羧酸AEC及其盐AEC—Na的钙皂分散能力差。
实验三 阴离子表面活性剂的合成及应用 2
实验三阴离子表面活性剂的合成及应用一实验目的1.掌握十二烷基苯磺酸钠的合成原理和合成方法, 了解烷基芳基磺酸盐类阴离子表面活性剂的性质和用途;2. 了解洗洁精各组分的性质及配方原理,掌握洗洁精的配制方法。
二实验原理十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzo sulfonate)又称石油磺酸钠,简称LAS、ABS-Na,是重要的阴离子表面活性剂。
本品为白色固体、易溶于水,在碱性、中性及弱酸性溶液中较稳定,在硬水中有良好的润湿、乳化、分散、泡沫和去污能力。
易生物降解,易吸水,遇浓酸分解,热稳定性较好。
本品主要用做液体和浆状洗涤剂,用于制洗衣粉,在纺织、印染行业用作脱脂剂、柔软剂、匀染剂等。
1.合成原理主要的磺化剂为浓硫酸、发烟硫酸和三氧化硫等。
以发烟硫酸做磺化剂,由烷基苯与磺化剂作用,然后用氢氧化钠中和制成,反应方程式为①C12H25-C6H6 + H2SO4(或SO3)→C12H25-C6H6-SO3H + H2O②C12H25-C6H6-SO3H + NaOH →C12H25-C6H6-SO3Na + H2O2.洗洁精的配制洗洁精(cleaning mixture)又叫餐具洗涤剂或果蔬菜洗涤剂,是无色或淡黄色透明液体。
主要用于洗涤碗碟和水果蔬菜。
设计洗洁精的配方结构时,应根据洗涤方式、污垢特点、被洗物特点,以及其他功能要求,具体可归纳为以下几条:(1) 基本原则:①对人体安全无害;②能较好地洗净并除去动植物油垢,即使对粘附牢固的油垢也能迅速除去;③清洗剂和清洗方式不损伤餐具、灶具及其他器具;④用于洗涤蔬菜和水果时,应无残留物,也不影响外观和原有风味;⑤手洗产品发泡性良好;⑥消毒洗涤剂应能有效地杀灭有害菌,而不危害人的安全;⑦产品长期贮存稳定性好,不发霉变质。
(2) 配方结构特点:①洗洁精应制成透明状液体,要设法调配成适当的浓度和粘度;②设计配方时,一定要充分考虑表面活性剂的配伍效应,以及各种助剂的协同作用。
阴离子洗涤剂(LAS)
1、物质的理化常数2.对环境的影响阴离子表面活性剂是一种混合物,主要成分是烷基苯磺酸钠,还有一些增净剂、漂白剂、荧光增白剂、抗腐蚀剂、泡沫调节剂、酶等辅助成分。
LAS不是单一的化合物,可能包括具有不同链长和异构体的几个或全部有关的26个化合物。
一、健康危害慢性毒性:LAS有持久作用,动物摄入后表现为血液中胆固醇增高。
摄入量为0.25~50mg/kg时,血液中胆固醇平均提高22~48%,据认为是由于LAS的存在有利于小肠对对食物中胆固醇的吸收率、提高血浆阻留胆固醇的能力和加快肝脏合成胆固醇的速度。
有报道表明,LAS能刺激体重增加,可引起血红蛋白、红细胞和白细胞数量的变化。
阴离子洗涤剂对人体皮肤也有损害,一些从事洗涤剂职业的人员,手背、前臂等裸露部位常有皮炎,进一步发展成湿疹。
LAS对肝脏的损伤作用也是存在的。
擗调查,一引起生产洗涤剂的女工,脸部和眼圈周围可见到对称的色素沉着“肝斑”。
原因为LAS由皮肤或口腔进入体内后,肝脏的线粒体受到影响,血清中钙离子浓度下降,氧化酶活化受抑制,机体出现酸中毒,皮肤中的黑色素受过氧化酶作用由无色变成黑褐色而沉积于脸部。
一量中止接触LAS,肝斑会在短时间内消失。
二、毒理学资料及环境行为毒性:LAS虽属低毒物质,但近年来其使用量直线上升,它对人体,动植物,特别是水生生物的毒害作用已不容忽视。
急性毒性:LD50404mg/kg,1次,(大鼠经口); LD501575mg/kg,1次,(小鼠经口)水生生物毒性:水中的LAS会破坏鱼的味蕾组织,使其味觉迟钝,丧失觅食与避开毒物的能力。
0.5mg/L,24天,鱼,感觉器官多种变化;大于10mg/L,鱼类难以生存; LC50 0.5mg/L,72小时,鱼; LC50 3mg/L,96小时,甲壳动物幼体;LC50 3.4mg/L,24小时,微生物; LC50 5mg/L,96小时,软体动物。
其它毒性:10mg/L,植物,阻碍作用;45mg/L,水稻,生长受到严重影响,甚至死亡;1000mg/L,48小时,植物,结构变化;0.7mg/L,1次,兔经静脉,自主神经功能变化,血液系统细胞改变。
流动注射分光光度法测定地下水中阴离子表面活性剂(LAS)的干扰及去除
参数
50
80
80
80
35
—
设置对象
参数
注射时间
出峰时间
峰宽
样品周期时间
设定温度 1
—
50
100
110
200
—
卤素灯
入 42. 5 mL 亚甲基兰储备液 ( 2. 2) ,用 去 离 子 水 定 容
3. 3 分析步骤
用前需真空脱气 30 min。
min,然后再将各个 进 试 剂 的 毛 细 管 分 别 放 入 相 应 的
tested to find out the method of masking calcium and magnesium ions in total hardness.
Keywords: flow injection analysis; anion surfactant; interference; masking agent
( 分析纯) ;甲醇( 分析纯) 。
萃取并进入流通池,进行检测分析。 氯仿萃取溶液的
( 优级 纯 ) ; 氯 仿 ( 优 级 纯 ) ; 异 丙 醇 ( 分 析 纯 ) ; 乙 醇
蓝活性物质,此物 质 可 与 氯 仿 发 生 萃 取 反 应,被 氯 仿
2 试剂的配制
色度与亚甲 基 蓝 活 性 物 质 浓 度 成 正 比, 比 色 分 析 在
取三次,直到有机层不 再 呈 蓝 色,再 用 25 mL 石 油 醚
( 60 ~ 90 ℃ ) 除 去 溶 液 中 残 存 的 氯 仿,用 去 离 子 水 定
容至 1000 mL。 用 棕 色 瓶 装, 放 冰 箱 可 保 存 1 个 月,
使用前脱气 30 min 或用 0. 22 微米膜过滤。
阴离子表面活性剂的测定方法及其原理综述
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阴离子表面活性剂的测定方法及其原理
3.次甲基蓝分光光度法测定阴离子 表面活性剂的原理
亚甲基蓝与阴离子表面活性剂作用,生成蓝色的盐类, 被氯仿萃取后,其色度与浓度在一定条件下成正比,可 用分光光度计在652nm波长处,测量氯仿萃取相的吸光度。
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水环境监测
阴离子表面活性剂的 测定方法及其原理
姚进一 副教授
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库
阴离子表面活性剂的测定方法及其原理
1.阴离子表面活性剂
阴离子表面活性剂主要是指烷基苯磺酸钠、烷基磺酸 钠、脂肪醇硫酸钠等的有机化合物,是普通合成洗涤剂 的主要成分,也称阴离子洗涤剂。使用最广泛的阴离子 表面活性剂是直链烷基苯磺酸钠(LAS)。
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阴离子表面活性剂的测定方法及其原理
2.测定方法
阴离子表面活性剂属于次甲基蓝活性物质(MBAS), 这类物质能和次甲基蓝络合,形成易溶于氯仿的有色 物,因而一般采用次甲基蓝做显色剂,再在一定条件 下采用氯仿萃取,进行分光光度测定,也称次甲基蓝 分光光度法,或次甲基蓝比色法。
阴离子表面活性剂的测定方法及其原理
4.方法适用性
本方法适用于饮用水、地面水、生活污水及工业废水中 的低浓度亚甲蓝活性物质测定,在实验条件下,主要被测 物是直链烷基苯磺酸钠(LAS)、烷基磺酸钠和脂肪醇硫 酸钠,但可能存在一些干扰。所以,一般采用的分析标准 溶液,由直链烷基苯磺酸钠配制。
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LAS阴离子表面活性剂及其处理工艺
阴离子表面活性剂处理目前我国生产的表面活性剂多属于阴离子表面活性剂,以直链烷基苯磺酸钠(LAS)为主。
表面活性剂废水的来源很多,LAS除用于洗涤用品外,也广泛用于制革、纺织等工业的洗涤和脱脂。
因此,家庭厨房废水、酒店宾馆废水、洗衣房废水中均含有LAS,洗涤、化工、纺织等行业也产生大量含LAS的废水;LAS 生产厂也排放大量表面活性剂废水。
1表面活性剂废水的特点(1)表面活性剂废水成分复杂,废水中除了含有表面活性剂和其乳化携带的胶体污染物外,还含有助剂、漂白剂和油类物质等;废水中的LAS以分散和胶粒表面吸附两种形式存在。
2)表面活性剂废水一般呈弱碱性,pH约8-11;但是部分LAS生产废水的pH 为4-6,呈酸性;餐饮废水、洗浴废水和洗衣废水的LAS质量浓度一般为1-10mg/L,而LAS生产废水的质量浓度一般为200mg/L左右;CODcr差异也很大,从100-10000mg/L甚至达10的5次方mg/L。
(3)废水中的表面活性剂会造成水体起泡、产生毒性,且表面活性剂在水中起泡会降低水中的复氧速率和充氧程度,使水质变坏,影响水生生物的生存,使水体自净受阻。
此外它还能乳化水体中其他的污染物质,增大污染物质的浓度,造成间接污染。
2表面活性剂废水对环境的危害LAS属于生物难降解物质,它的广泛使用,不可避免地对水环境造成了污染,在我国环境标准中把它列为第二类污染物质。
表面活性剂被使用后最终大部分形成乳化胶体状物质随着废水排入自然界,其首要污染物LAS进入水体后,与其他污染物结合在一起形成具有一定分散性的胶体颗粒,对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。
阴离子表面活性剂具有抑制和杀死微生物的作用,而且还抑制其他有毒物质的降解,同时表面活性剂在水中起泡而降低水中复氧速率和充氧程度,使水质变坏,若不经处理直接排入水体,将造成湖泊、河流等水体的富营养化问题;LAS还能乳化水体中其他的污染物质,增大污染物质的浓度,提高其他污染物质的毒性,而造成间接污染。
我国表面活性剂LAS废水的处理技术进展
第28卷第1期山 西 化 工Vol.28 No.12008年2月SHANXI CHEMICAL INDUSTR YFeb.2008收稿日期:2007210212作者简介:蒋洪静,女,1975年出生,1996年毕业于河北工程技术高等专科学校,主要从事环境保护工作。
综述与论坛我国表面活性剂LAS 废水的处理技术进展蒋洪静1, 郭满囤2(1.河北省黄骅市环境保护局,河北 黄骅 061100;2.北京桑德环境工程公司,北京 101102)摘要:介绍了我国表面活性剂LAS 废水处理中的常用方法,对各类方法的应用现状及发展方向进行了分析和评价,认为应采用回收和彻底氧化分解两种途径处理该类废水。
关键词:表面活性剂;LAS ;处理技术中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:100427050(2008)0120028204引 言表面活性剂是一种重要的化工产品,具有润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡、洗涤、润滑、防腐和杀菌等作用,广泛应用于工业、农业、建筑业、医药以及日常生活中[1]。
表面活性剂分子根据其活性部分的状态可分为阴离子、阳离子和非离子型。
造成严重水质污染的主要为阴离子和非离子两种类型的表面活性剂。
我国生产的合成洗涤剂多属阴离子型表面活性剂,以直链烷基苯磺酸钠(LAS )为主,其产量约占合成洗涤剂总产量90%左右,是水体的首要污染物[2]。
LAS 进入水体后,与其他污染物结合在一起形成一定的分散胶体颗粒,对工业废水和生活废水的物化、生化特性都有很大影响。
目前对LAS 废水的处理除了物化和生化法外,还有膜分离、微电解等新方法,并已得到了一定的应用[3,4]。
本文探讨了我国LAS 废水的处理技术现状及其发展方向。
1 LAS 废水处理技术根据对废水中LAS 的破坏性,可以将处理技术分为两类:“非破坏性”技术,即分离法,包括混凝分离法、吸附法、泡沫分离法、膜分离法;“破坏性”技术,即氧化分解法,包括催化氧化法、微电解法、生物氧化法。
阴离子表面活性剂及其合成技术
阴离子表面活性剂及其合成技术姓名(学号)(院系专业)摘要:阴离子表面活性剂是表面活性剂中产量最大的一类,在水中解离后,生成憎水性阴离子,带负电荷基团脂肪酸根阴离子具有表面活性。
阴离子表面活性剂可分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类,具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性,因而被广泛应用于洗涤剂、润湿剂、起泡剂、乳化剂、等领域。
关键词:阴离子表面活性剂;应用;合成1、阴离子表面活性剂表面活性剂的一类。
其分子溶于水发生电离后,与亲油基相连的亲水基是带阴电荷的表面活性剂。
如脂肪醇硫酸钠在水分子的包围下,即解离为ROSO2-O-和Na+两部分,带负电荷的ROSO2-O-,具有表面活性。
不可与阳离子表面活性剂一同使用,在水溶液中生成沉淀而失去效力。
2、阴离子表面活性剂分类2.1、羧酸盐典型的代表品种是肥皂,它是一类脂肪酸的金属盐,通式为RCOOM,碳原子数以12~18为最好。
普通洗涤用的肥皂有油酸(十八烯酸)、硬脂酸(十八酸)、软脂酸(十六酸)、肉豆蔻酸(十四酸)、月桂酸(十二酸)的钠盐或钾盐。
2.2、硫酸盐是一类已经使用很久的阴离子表面活性剂,具有良好的润湿、分散、乳化和洗净能力。
其分子通式为R-CH2-O-SO3Na,亲水基-O-SO3Na中的硫原子不与烷基中的碳原子直接相连,因而硫酸盐与磺酸盐相比,稳定性较差,它在酸性或碱性溶液中容易发生水解反应,工业上大量生产的硫酸盐品种有脂肪醇硫酸盐和硫酸化油。
2.3、脂肪醇硫酸盐又称烷基硫酸盐,是具有较长烷基的高级脂肪醇经硫酸化生成的阴离子表面活性剂。
脂肪醇硫酸盐的水溶性、洗净力和乳化性能都比肥皂好,其水溶液呈中性,不损伤羊毛,在硬水中不会象肥皂那样产生沉淀,对皮肤的刺激性小,容易漂洗,生物降解性好。
通常它与烷基苯磺酸盐复配成合成洗涤剂,还可用于制备液体洗涤剂、洗发香波、药物制剂等。
脂肪醇的硫酸化反应式:R-CH2OH+H2SO4→R-CH2-O-SO3H+H2O 。
阴离子表面活性剂(LAS)(烷基笨磺酸钠)亚甲蓝分光光度法
阴离子表面活性剂(LAS)(烷基笨磺酸钠)亚甲蓝分光光度法阴离子表面活性剂(LAS)(烷基苯磺酸钠)亚甲蓝分光光度法GB 7497-87《水和废水监测分析方法》(第四版)P694一、方法的适用范围本方法适用于测定饮用水、地面水、生活污水及工业废水中的低浓度亚甲蓝活性物质(MBAS),亦即阴离子表面活性物质。
在实验条例下,主要被测物是LAS、烷基磺酸钠和脂肪醇硫酸钠,但可能存在一些正的和负的干扰。
当采用10mm比色皿,试样为100ml时,本方法的最低检出浓度为0.050mg/L LAS;检测上限为2.0mg/L LAS。
二、仪器1.分光光度计:能在652nm进行测量,配有5、10、20mm比色皿。
2.250ml分液漏斗,最好用取四氟乙烯(最好用PTFE活塞)3.索氏抽提器(150ml平底烧瓶,Φ35×160mm抽出筒,蛇形冷凝管)。
三、试剂1.氢氧化钠(NaOH):1mol/L。
2.硫酸(H2SO4):0.5mol/L。
3.氯仿(CHCl3)。
4.直链烷基苯磺酸钠标准贮备溶液:称取0.100g标准物LAS(平均分子量344.4,称准至0.001g),溶于50ml水中,转移到100ml容量瓶中,稀释至标线,混匀,每毫升含1.00mgLAS。
保存于4℃冰箱中。
每周配制一次。
5.直链烷基笨磺酸钠标准溶液:准确吸取10.0ml直链烷基苯磺酸钠标准贮备液,用水稀释至1000ml,每毫升含10.0μgLAS。
当天配制。
6.亚甲蓝溶液:称取50g一水合磷酸二氢钠(NaH2PO4·H2O)溶于300ml水中,转移到1000ml容量瓶内,缓慢加入6.8ml浓硫酸(H2SO4,=1.84g/ml),摇匀。
另称取30mg亚甲蓝(指标剂级),用50ml水溶解后也移入容量瓶,用水稀释至标线,摇匀。
此溶液贮存于棕色试剂瓶中。
7.洗涤液:称取50g一水磷酸二氢钠(NaH2PO4?H2O)8.酚酞批示剂溶液:将1.0g酚酞溶于50ml乙醇,然后边搅过加入50ml水,滤去沉淀物。
直链烷基苯磺酸盐(LAS)的生物化学降解
直链烷基苯磺酸盐(LAS)的生物化学降解杨龙(北京工业大学建筑工程学院,北京 100124)摘要:大量的表面活性剂的使用,给人们的生活带来了许多便利,但同时也污染了水环境。
表面活性剂中,阴离子表面活性剂最不容易降解,而阴离子表面活性剂中,使用量最大的是直链烷基苯磺酸盐(LAS),本文对直链烷基苯磺酸盐(LAS)的生化降解机理、影响生化降解的因素等进行了综述。
LAS属于可生化降解型的有机物,但受到温度、pH值、LAS的初始浓度以及其它物质的影响。
降解LAS的微生物之间也会产生协同或竞争作用。
关键词:直链烷基苯磺酸盐;LAS生化降解机理;影响生化降解的因素The biochemical degradation of linear alkylbenzenesulphonateYANG Long(The college of Architecture and civil engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124) Abstract: With the widely utilization of surfactants, people's life become more and more convenient, but the water environment has been severely polluted. Anionic surfactants are least likely to degrade among Surfactants, and the use of linear alkylbenzenesulphonate(LAS)is the largest than other anionic surfactants. In this paper, the mechanism of biochemical degradation of LAS was reviewed, and the factors affecting the biochemical degradation of LAS was also reviewed. LAS can be degraded by biochemical methods, which could be influenced by temperature, pH value, the initial concentration of LAS and other coexisting substances. Microbe in the degradation of LAS may be competitive or synergistic.Keywords: linear alkylbenzenesulphonate; the mechanism of LAS biochemical degrada -tion; factors affecting the biochemical degradation根据中国洗涤用品工业协会数据可知,2009年我国表面活性剂行业产销汇总知,表面活性剂产量总计为1264994.4吨,销售量为1093560.2吨。
表面活性剂LAS废水处理研究进展
表面活性剂LAS废水处理研究进展作者:姜安玺,,文章来源:本站收集点击数:匸厂164 更新时间:2008-2-17近年来我国洗涤剂工业发展迅速,其产量逐年增加。
1985年我国合成洗涤剂产量为100.4万「1990年为151.4万「1995 创年已达221.8万「2000年为382.8万「2005年预计为460万T目前我国应用比较多的表面活性剂有:阴离子表面活性剂(以直链烷基苯磺酸钠LAS为主)占总量的70%;非离子表面活性剂占总量的20%;其他占10%合成洗涤剂用途广泛,几乎涉及到家庭生活、工农业生产的各个方面,最后大部分形成乳化胶体状废水排入自然界,其首要污染物LAS进入水体后,与其他污染物结合在一起形成一定的分散胶体颗粒,对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。
因此对于表面活性剂LAS的处理是这类乳化胶体废水的共同要求,该类废水可称之为表面活性剂(LAS)废水。
LAS废水的处理对于保护资源,保持生态平衡,促进经济发展,都具有重要意义。
表面活性剂废水的来源除了合成洗涤剂生产过程中排放大量的LAS废水外,洗涤、化工、纺织等行业和日常生活中都会产生LAS废水。
其特点主要有以下3点。
1)废水中除含有表面活性剂LAS和其乳化携带的胶体性污染物外,还含有混合助剂、漂白剂和油类物质;废水中的LAS以分散和胶粒表面吸附两种形式存在。
2)废水一般偏碱性,pH值约为8-11;废水中LAS含量有的高达上千mg/L,如洗毛废水,有的只有十几mg/L,如洗浴废水;COD值差异也很大,从几百到几万甚至十几万mg/L。
3)废水中的LAS会造成水面产生大量不易消失的泡沫。
废水中的LAS本身有一定的毒性,对动植物和人体有慢性毒害作用,LAS还会引起水中传氧速率降低,使水体自净受阻。
另外,废水产生的泡沫也会影响环境卫生和美观。
目前对LAS废水的处理除了原有的物化和生化法外,还有膜分离、微电解等新方法,并得到了一定的应用。
(完整版)阴离子表面活性剂分析方法亚甲基蓝分光光度法(GB7494-87)
阴离子表面活性剂分析方法亚甲基蓝分光光度法(GB7494-87)1.1 阴离子表面活性剂含义阴离子表面活性剂主要指直链烷基苯磺酸钠类物质。
它的污染会造成水面产生不易消失的泡沫,并消耗水中的溶解氧。
2.1 适用范围:本方法适用于测定饮用水、地面水、生活污水及工业废水中的低浓度亚甲蓝活性物质(MBAS),亦即阴离子表面活性物质。
在实验条件下,主要被测物是LAS、烷基磺酸钠和脂肪醇硫酸钠,但可能存在一些正的和负的干扰。
当采用10mm光程的比色皿,试份体积为100ml时,本方法的最低检出浓度为0.05mg/L LAS,检测上限为2.0mg/L LAS。
2.2 原理:阳离子染料亚甲蓝与阴离子表面活性剂作用,生成蓝色的盐类,统称亚甲蓝活性物质(MBAS)。
该生成物可被氯仿萃取,其色度与浓度成正比,用分光光度计在波长652nm处测量氯仿层的吸光度。
2.3 试剂:在测定过程中,仅使用公认的分析纯试剂和蒸馏水,或具有同等纯度的水。
2.3.1氢氧化钠4%(NaOH):1mol/L。
2.3.2硫酸3%(H2SO4):0.5mol/L。
2.3.3氯仿(CHCl3):三氯甲烷(分析纯)2.3.4直链烷基苯磺酸钠贮备溶液。
称取0.100g标准物LAS(平均分子量344.4),准确至0.001g,溶于50ml水中,转移到100ml 容量瓶中,稀释至标线并混匀。
每毫升含1.00mgLAS。
保存于4℃冰箱中。
每周配制一次。
2.3.5直链烷基苯磺酸钠标准溶液。
当天配制准确吸取10.00ml直链烷基苯磺酸钠贮备溶液(2.3.4),用水稀释至1000ml,每毫升10.00μgLAS。
2.3.6亚甲蓝溶液。
先称取50g一水磷酸二氢钠(NaH2PO4·H2O)溶于300ml水中,转移到1000ml容量瓶中,缓慢加入6.8ml浓硫酸(H2SO4,ρ=1.84g/ml),摇匀。
另称取30mg亚甲蓝(指示剂级),用50ml 水溶解后也移入容量瓶,用水稀释至标线,摇匀。
阴离子表面活性剂(LAS)(烷基笨磺酸钠) 亚甲蓝分光光度法
阴离子表面活性剂(LAS)(烷基苯磺酸钠)亚甲蓝分光光度法GB 7497-87《水和废水监测分析方法》(第四版)P694一、方法的适用范围本方法适用于测定饮用水、地面水、生活污水及工业废水中的低浓度亚甲蓝活性物质(MBAS),亦即阴离子表面活性物质。
在实验条例下,主要被测物是LAS、烷基磺酸钠和脂肪醇硫酸钠,但可能存在一些正的和负的干扰。
当采用10mm比色皿,试样为100ml时,本方法的最低检出浓度为0.050mg/L LAS;检测上限为2.0mg/L LAS。
二、仪器1.分光光度计:能在652nm进行测量,配有5、10、20mm比色皿。
2.250ml分液漏斗,最好用取四氟乙烯(最好用PTFE活塞)3.索氏抽提器(150ml平底烧瓶,Φ35×160mm抽出筒,蛇形冷凝管)。
三、试剂1.氢氧化钠(NaOH):1mol/L。
2.硫酸(H2SO4):0.5mol/L。
3.氯仿(CHCl3)。
4.直链烷基苯磺酸钠标准贮备溶液:称取0.100g标准物LAS(平均分子量344.4,称准至0.001g),溶于50ml水中,转移到100ml容量瓶中,稀释至标线,混匀,每毫升含1.00mgLAS。
保存于4℃冰箱中。
每周配制一次。
5.直链烷基笨磺酸钠标准溶液:准确吸取10.0ml直链烷基苯磺酸钠标准贮备液,用水稀释至1000ml,每毫升含10.0μgLAS。
当天配制。
6.亚甲蓝溶液:称取50g一水合磷酸二氢钠(NaH2PO4·H2O)溶于300ml水中,转移到1000ml容量瓶内,缓慢加入6.8ml浓硫酸(H2SO4,=1.84g/ml),摇匀。
另称取30mg亚甲蓝(指标剂级),用50ml水溶解后也移入容量瓶,用水稀释至标线,摇匀。
此溶液贮存于棕色试剂瓶中。
7.洗涤液:称取50g一水磷酸二氢钠(NaH2PO4•H2O)8.酚酞批示剂溶液:将1.0g酚酞溶于50ml乙醇,然后边搅过加入50ml水,滤去沉淀物。
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阴离子表面活性剂处理目前我国生产的表面活性剂多属于阴离子表面活性剂,以直链烷基苯磺酸钠(LAS)为主。
表面活性剂废水的来源很多,LAS除用于洗涤用品外,也广泛用于制革、纺织等工业的洗涤和脱脂。
因此,家庭厨房废水、酒店宾馆废水、洗衣房废水中均含有LAS,洗涤、化工、纺织等行业也产生大量含LAS的废水;LAS生产厂也排放大量表面活性剂废水。
1 表面活性剂废水的特点(1)表面活性剂废水成分复杂,废水中除了含有表面活性剂和其乳化携带的胶体污染物外,还含有助剂、漂白剂和油类物质等;废水中的LAS以分散和胶粒表面吸附两种形式存在。
2)表面活性剂废水一般呈弱碱性,pH约8-11;但是部分LAS生产废水的pH为4-6,呈酸性;餐饮废水、洗浴废水和洗衣废水的LAS质量浓度一般为1-10mg/L,而LAS生产废水的质量浓度一般为200mg/L左右;CODcr差异也很大,从100-10000mg/L甚至达10的5次方mg/L。
(3)废水中的表面活性剂会造成水体起泡、产生毒性,且表面活性剂在水中起泡会降低水中的复氧速率和充氧程度,使水质变坏,影响水生生物的生存,使水体自净受阻。
此外它还能乳化水体中其他的污染物质,增大污染物质的浓度,造成间接污染。
2 表面活性剂废水对环境的危害LAS属于生物难降解物质,它的广泛使用,不可避免地对水环境造成了污染,在我国环境标准中把它列为第二类污染物质。
表面活性剂被使用后最终大部分形成乳化胶体状物质随着废水排入自然界,其首要污染物LAS进入水体后,与其他污染物结合在一起形成具有一定分散性的胶体颗粒,对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。
阴离子表面活性剂具有抑制和杀死微生物的作用,而且还抑制其他有毒物质的降解,同时表面活性剂在水中起泡而降低水中复氧速率和充氧程度,使水质变坏,若不经处理直接排入水体,将造成湖泊、河流等水体的富营养化问题;LAS还能乳化水体中其他的污染物质,增大污染物质的浓度,提高其他污染物质的毒性,而造成间接污染。
此外,相当一部分表面活性剂使用后直接被遗弃到水环境系统中,严重影响了周围生态系统的平衡发展;由此,表面活性剂生产废水及厨房废水、洗浴废水、洗衣废水等含LAS 的废水,对动植物和人体慢性毒害作用较大。
表面活性剂废水对生态环境影响的相关研究已经有很多。
如陈钦耀等采用多刺裸腹蚤对LAS和5种洗衣粉的毒性进行了研究,结果表明,LAS和5种洗衣粉能够抑制多刺裸腹蚤的运动,并且造成蚤类的大量死亡。
马德滨在表面活性剂对轮虫及人皮肤的毒性研究中得出结论:废水中表面活性剂质量浓度>28.0mg/L时,对轮虫的生存有很大的影响,废水中的LAS成分对人手的皮肤伤害较严重,会造成多种皮肤疾病。
来自日本报道的皮肤损伤180例报告中,洗涤剂占27.8%,其比率7年来持续增加。
李滢等在表面活性剂对小麦吸收多环芳烃(PAHs)的影响研究中发现,在一定条件下吸收PAHs 的量受表面活性剂浓度影响显著。
潘根兴在表面活性剂对土壤环境理化性状和生物活性影响的研究中,发现表面活性剂显著地影响土壤溶液的性质,能降低土壤环境对苯酚的吸附量,但对重金属离子的吸附无明显效应。
3 表面活性剂废水处理技术3.1 物理法物理法主要有沉淀、过滤、泡沫分离等方法。
沉淀、过滤主要用于水的预处理或在混凝分离等处理后使用,大部分表面活性剂废水的处理都采用了沉淀、过滤法。
泡沫分离法是在含有表面活性剂的废水中通入空气而产生大量气泡,使废水中的污染物吸附于气泡表面而形成泡沫,浮上后对泡沫进行分离的方法,此法广泛用于对合成洗涤剂成分的去除。
此法对LAS的去除率取决于物理因素、化学因素、分离速度、浓缩率等。
傅斯贤等采用泡沫分离法处理表面活性剂废水,采用微孔管布气,气水比在6:1到9:1时,LAS平均去除率达到90%左右。
泡沫分离法具有操作简单、耗能低,尤其是适用于较低浓度情况下的分离等优点,但泡沫分离法对表面活性剂废水的CODcr的去除率不高,尤其是对于高浓度废水处理效果更低,因此需要与其他方法联合使用,如泡沫分离-混凝法、泡沫分离-生物接触氧化法等。
3.2 化学法3.2.1 混凝处理法常用于表面活性剂废水处理的混凝剂有铁盐、铝盐及有机聚合物类。
混凝反应不仅能去除废水中胶体颗粒和吸附在胶体表面上的LAS,还可与溶解在水相中的LAS形成难溶性的沉淀。
祁梦兰提出用聚合硫酸铁作混凝剂,处理CODcr<1000mg/L的低浓度表面活性剂废水,处理后的出水达到国家排放标准;对CODcr>1000mg/L的高浓度表面活性剂废水,用聚合硫酸铁混凝处理后,再经中和和泡沫分离处理,处理后出水可达到国家排放标准。
陈洁等对抚顺醇醚化学厂的阴离子表面活性剂废水用混凝法进行处理,使得LAS去除率大大地提高,保证了原系统的正常运行。
扬维等采用微电解-混凝沉淀法处理合成洗涤剂废水,得出铁炭量比为1:1pH为4,接触时间为30-40min 及混凝沉淀1h时处理效果较好,处理后水中的LAS,CODcr和pH指标达到国家排放标准。
梁延周等对洗涤剂废水中的阴离子表面活性剂LAS采用混凝沉淀水解酸化接触氧化工艺,实验结果表明LAS去除率>50%,此法可有效地去除废水中的LAS,出水稳定并达到排放标准。
综上所述混凝处理法处理合成洗涤剂废水效果理想、成本低、易操作,但并没有彻底地使污染物质转化为无害物质,产生大量废渣与污泥,造成二次污染。
3.2.2 吸附法常用的吸附剂主要包括活性炭、吸附树脂、硅藻土、高岭土等。
常温下对表面活性剂废水用活性炭法处理效果较好,活性炭对LAS的吸附容量可达到55.8mg/g,活性炭吸附符合Freundlich公式。
但活性炭再生能耗大,且再生后吸附能力亦有不同程度的降低,因而限制了其应用。
天然的粘土矿物类吸附剂货源充足、价廉,应用较多。
为了提高吸附容量和吸附速率,对这类吸附剂研究的重点在于吸附性能、加工条件的改善和表面改性等方面。
另有报道用硼砂生产过程中排放的硼砂废渣(俗称硼泥)来处理表面活性剂废水;也有用吸附树脂处理表面活性剂废水,其优点是吸附速度快、稳定性好、再生容易,主要缺点是预处理较繁琐,一次性投资大。
3.2.3 催化氧化法催化氧化法是对传统化学氧化法的改进与强化。
常用的Fenton处理法就是催化氧化法的一种,属均相氧化法。
王效承等用多相催化氧化法处理CODcr为840mg/L,LAS为360mg/L的废水,反应器为流化床,内装粒状活性炭载体,以NaClO为氧化剂,不加催化剂时,NaClO对LAS几乎没有去除效果;加入Ni2O3等催化剂后,载体表面吸附了水中LAS、催化剂和氧化剂,反应加快。
反应后CODcr去除:率为84.8%,LAS去除率为88.3%;去除率随反应温度升高而降低,而pH的变化对去除率基本没有影响。
Mantzavinos以表面活性剂质量浓度为1000mg/L左右的废水为对象,研究了湿式催化氧化对有氧生物降解性的影响,实验研究表明,当温度为473K,氧化分压为1.3MPa,且停留时间在40-390min,持续的氧化反应时间120min时,表面活性剂比较容易分解成相对短链的分子,从而使表面活性剂的活性降低子。
其研究结果还显示湿式氧化法与生物法联合使用比单独使用化学氧化法或生物法效率低。
光催化氧化是在光与催化剂的作用下,利用反应过程中产生的HO·等自由基离子来氧化分解LAS的。
可采用高压汞灯为光源,锐钛型TiO2为催化剂,悬浮在废水中,反应50min,LAS的去除率>90%,分解速度随溶液中pH的上升而增大。
TiO2催化剂价格较高,如对TiO2催化剂进行掺杂以减少其能带宽度或研究使用带隙能较小的半导体催化剂,则可大大降低设备投资和运行成本。
多相催化氧化法和光催化氧化法都可以彻底地将LAS分解为CO2和H2O,消除了二次污染。
刘怡等以十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠为研究对象,利用紫外光谱、红外光谱和气相色谱质谱联用等仪器分析和化学分析的方法进行研究,结果表明,在羟基自由基(HO·)的氧化分解作用下,最终均转化为CO2,H2O和(SO4)2-。
胡将军等对光催化氧化法处理有机废水的可行性进行了试验,试验结果表明,光催化氧化可降解表面活性剂类难降解的有机物,反应120min,CODcr去除率>50%。
朱静平等研究了三聚磷酸钠(STPP)浓度变化和温度变化条件下,对水中LAS光催化氧化降解的影响,并根据动力学研究的结果,充分说明了STPP浓度和温度影响LAS光催化氧化降解过程的原因。
岳林海等研究了用半导体负荷体系对表面活性剂废水进行降解,脱色率达到100%,CODcr去除率>80%。
Arana等利用TiO2和活性炭的混合物(AC-TiO2)作为催化剂处理含表面活性剂废水,LAS的去除率>80%,CODcr去除率>85%,但是由于活性炭价格昂贵,因此该法不适于大量推广应用。
3.3 生物法表面活性剂废水利用生物法处理,效果比较理想。
例如用生物接触氧化法处理合成洗涤剂废水,经挂膜驯化培养后,对LAS的去除率可保持>93%,最高为98.7%,CODcr平均去除率为82%。
LAS在曝气处理时易产生大量的泡沫,影响氧传递效率,因此在好氧处理前,需运用其他方法进行预处理。
有用厌氧反应进行预处理,此时厌氧反应停留在第1阶段,即水解反应阶段,然后再进行好氧处理。
厌氧阶段CODcr,LAS 去除率分别可达到36%和55%,好氧阶段CODcr去除率可达86%,出水CODcr<110mg/L,LAS<10mg/L。
谢雄飞等介绍了混凝水解酸化生物接触氧化工艺在处理表面活性剂废水中的应用,在进水平均CODcr为1056mg/L,LAS为56.6mg/L 时,出水CODcr,LAS的平均值分别为95.4mg/L和3.74mg/L,;平均去除率分别为91.0%和93.4%。
Moreno采用氧化塘处理法对表面活性剂废水进行处理,实验结果表明,BOD5去除率接近90%,LAS去除率>97%,其中氧化塘处理效率最大,占总处理率的83%以上。
活性污泥法处理表面活性剂废水具有效率高的特点,使用广泛,尤其是在大型城市污水处理系统中使用较多。
Beltran等利用活性污泥法对表面活性剂废水进行了处理,得出表面活性剂和生活废水中LAS的降解反应是一级,且其反应动力学常数分别是1.28-1和1.15h-1。
Verge研究了用活性污泥法处理表面活性剂废水,探讨了废水中LAS,AS,AES等的毒性对废水处理的影响,得出LAS比AS和AES有更大的负面影响。
因此必须在生物处理前对该废水进行处理。
郑建军等通过实验证明了间歇式活性污泥法处理表面活性剂废水是可行的,有吸附和生化降解两个阶段。