挥发性有机物, 半挥发物和几乎不挥发

含有机物废水处理: .何谓挥发性有机物, 半挥发物和几乎不

挥发

既然所处理的水称之为废水，则其中有机物浓度不很高，比如重量百分比小于10%，小于5%，小于2%，或小于1%。所以这些废水可称之为有机物稀水溶液。则有机物废水处理也可视为有机物稀水溶液分离。

一.

挥发性有机物

鉴于很多分离技术主要利用有机物的挥发性来分离, 我们可以用有机物稀水溶液中有机物对水的相对挥发度来衡量. 狭义地讲, 在有机物浓度从0到2%的全范围内有机物/水的相对挥发度大于2的有机物, 我们称之为挥发性有机物。

为什么要强调从0到2%的范围内, 因为恰恰有些有机物在这个浓度范围内与水形成共沸物 (相对挥发度随浓度升高而变得小于1) 。强调有机物/水的相对挥发度大于2 是因为相对挥发度越打越容易用精馏/吹脱原理分开。

虽然有些化合物的纯物质饱和蒸汽压远小于同样温度下水的蒸汽压, 但是在低浓度下,亨利定律起作用。或者讲,这些有机物特别是非极性有机物在稀水溶液中的活度系数很大, 大到几十,几百,几千,甚至几万。这样, 有机物/水的相对挥发度挥发度大于1。

按这个狭义定义, 属于挥发性有机物的有:

1.几乎所有9个碳以下的烃;

2.几乎所有8个碳以下5个卤素原子以下的卤代烃（脂肪族和芳

香族）;

3.几乎所有6个碳以下的(一元)醇;

4.几乎所有8个碳以下的(一元)醚;

5.除甲醛外的所有7个碳以下的(一元)醛和酮;

6.几乎所有8个碳以下的(羧酸的)酯;

7.几乎所有6个碳以下的腈类(RCN), 如乙腈, 丙腈, 丙烯腈等;

8.几乎所有8个碳以下的(一元)脂肪族胺类(包括含氮环类化合

物);

9.6个碳以下的脂肪族单硝基取代物;

10.芳香族单硝基取代物;

11.芳香族单卤单硝基取代物, 例如1-氯-2-硝基苯, 1-氯-3-硝

基苯, 1-氯-4-硝基苯;

12.芳香族二卤单硝基取代物; 例如1,4-二氯-4-硝基苯, 1,2-二

氯-2-硝基苯;

13.二甲基酚类, 乙基酚;

14.某些卤代酚, 如2-氯酚, 2,4-二氯酚, 2,4,6-三氯酚;

15.

2-硝基酚, 1-氯-2-硝基酚;

16.

N-甲基苯胺, N-乙基苯胺;

17.其它: 呋喃, 四氢呋喃, 糠醛,甲基糠醛,乙二醇二醚类, 二

噁烷, 三噁烷等;

18.挥发性无机物,如氨,水合肼, 甲基水合肼等。

含挥发性有机物废水处理的常规和新兴技术有：蒸馏，真空蒸馏，汽提，气提（吹脱），吸附, 渗透汽化（渗透蒸发），间隙膜蒸馏（叫单级膜蒸发/冷凝才对），真空膜蒸馏（叫单级抽真空膜蒸发才对）等。

这些技术可用于从以上挥发性有机物稀水溶液中移走/富集/回收/纯化挥发性有机物。但除了对很少数低沸点小分子化合物如氨, 甲胺, 二甲胺, 三甲胺, 乙胺, 二乙胺, 甲醇, 二氯甲烷, 氯仿, 甲酸甲酯, 甲酸乙酯乙酸甲酯, 乙酸乙酯等外, 上述技术只能得到有机物-水的均相或非均相共沸物. 还需要其他技术比如吸附, 分相等进行分离得纯有机物产品。

二.

半挥发性有机物

有些有机物的稀水溶液中, 有机物/水的相对挥发度挥发度小于1,

但是大于0.1. 而另一些有机物/水的相对挥发度在极稀情况下大于1,甚至大于2, 但相对挥发度随浓度升高而很快变得小于1, 并与水形成沸点极接近水的沸点而有机物浓度又极稀的共沸物。比如,常压下, 苯酚与水形成共沸物的温度为99.5度,重量百分比浓度为0.32%,三丁胺与水形成共沸物的温度为99.7度,重量百分比浓度为1.0%。另

外有些化合物在整个浓度范围内于相对挥发度非常接近1, 如乙二胺。

这些有机物包括:

1. 所有的一元羧酸,比如甲酸,乙酸,丙酸,丁酸, 丙烯酸;

2. 卤代一元羧酸, 如氯乙酸

3. 苯酚, 甲基酚类;

4.

3-氯酚, 4-氯酚;

5.

3-硝基酚, 4-硝基酚;

6. 苯胺,甲苯胺类, 氯苯胺类;

7.

二胺类,

如乙二胺, 丙二胺;

8.

乙二醇单醚类, 如乙氧基乙醇, 丁氧基乙醇;

9. 几乎所有9个碳以上的烃;

10.

几乎所有9个碳以上或5个卤素原子以上的卤代烃;

11.

几乎所有6个碳以上的(一元)醇;

12.

几乎所有8个碳以上的(一元)醚;

13.

几乎所有8个碳以上的(一元)醛和酮;

14. 几乎所有8个碳以上的酯;

15. 几乎所有6个碳以上的氰类(RCN);

16. 几乎所有8个碳以上的(一元)脂肪族胺类(包括含氮环类化合物);

17. 甲醛, 二醛类。

蒸馏，真空蒸馏，汽提，气提等技术不能有效地从以上挥发性有机物稀水溶液中脱除这些有机物。有效的分离/回收方法包括萃取, 吸附, 离子交换, 渗透汽化和其他一些膜方法, 下一个主题帖将介绍。

三.

几乎不挥发的极性有机物

几乎不挥发有机物是指有机物/水的相对挥发度挥发度小于0.1。这里只讲一些几乎不挥发的极性有机物, 包括:

1. 元羧酸;

2. 卤代一元羧酸, 如二氯乙酸, 三氯乙酸;

3. 羟基羧酸类;

3. 二酚类;

5.

二硝基苯类, 二硝基甲苯类;

5.

二硝基苯酚类;

6. 硝基苯胺类;

7. 氯代硝基苯胺类;

7.

二元醇类, 如乙二醇, 丙二醇, 丁二醇;

8.

聚乙二醇单醚类;

9. 酰胺类, 如甲基甲酰胺,二甲基甲酰胺(DMF), 环己酰胺等;

10. 醇胺类, 如乙醇胺,二乙醇胺, 三乙醇胺等；

11．多胺类，如NH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2