药品生产过程中所用原辅料成分复杂,反应产生的废水COD高达几万mg/L,我们将称之为高浓度有机废水,常规方法几乎不能直接处理。常见的处理这种高浓度有机废水的方法有:溶剂萃取法、吸附法、生物法、膜分离法、氧化法、焚烧法。下面主要探讨一下前三种处理方法。
1 溶剂萃取法
溶剂萃取法是利用溶质在两种不互溶的液相间分配性质的差异实现液- 液间传质过程,是实现高浓度有机废水资源回收的重要技术之一。为了去除废水中某种溶解物质,可向废水中投入一种与水互不相溶,但能良好溶解污染物的溶剂,使其与废水充分混合接触。由于溶解度的不同, 大部分污染物转移到溶剂相。所用的溶剂称为萃取剂;萃取后的溶剂称为萃取液(相) ,废水称为萃余液(相) 。若废水中苯酚、硝基酚、酚等含量很低,一般不采用萃取法。若废水中含难生物降解的多卤代酚、多硝基酚、硝基苯磺酸等,则萃取法为首选处理方法。酚类、青霉素、维生素等多种物质均可用萃取法回收。萃取过程达到平衡时,污染物在萃取相中的浓度cs与在萃余相中的浓度ce之比称为分配系数E,即
E = cs/ce
实验表明,分配系数随被萃取组分的性质、温度和浓度的变化而异。因此,根据废水中被萃取组分的性质与组成, 选择适宜的萃取剂、稀释剂与反萃取剂,组成高选性、高效率与适当浓缩倍数的萃取与反萃取体系,是该技术的基础。废水中有机组分的萃取可分为物理性萃取与化学性萃取。物理萃取是利用废水中被萃组分对某种与水不互溶的有机溶剂(萃取剂)和水之间的物理分配系数,被萃取分离。物理萃取过程,主要适用于亲油性较强的有机组分的萃取。化学萃取是利用被萃取组分能与选定的萃取剂产生某种化学反应,形成不溶于水,易溶于有机溶剂的萃合物而被提取分离。因此化学萃取体系比较简单,设备与操作方便,当前研究与应用多为此类体系。
选择化学萃取剂主要应依据废水中被萃取有机组分中活性基团的化学性质, 如含酚废水中的酚带有羟基( - OH) ,染料与各中间体分子上带有磺酸基(一S～) 3H)等, 这类物质在水中呈微酸性,能离解出H+ ,通常称为Lewis (路易斯)酸,因此应选用碱(或Lewis碱)性萃取剂实现萃取分离。萃取剂的选择应具备下列物理性质: (1)与水不互溶,易溶于有机溶剂,且密度小于水,因此萃取剂必须有长的碳链和芳环; (2)要求有较高的化学与热稳定性,不易水解,无毒或低毒; (3)萃合物易被反萃取,能长期重复使用。在废水预处理中,萃取相的分离,同时回收溶剂和溶质,具有重要作用。因为,一般情况萃取剂的用量往往很大,如不能再生回用,就失去预处理意义;另一方面,萃取相中的溶质也很大,如不回收,会造成浪费和二次污染。根据上述原理与条件,对于含Lewis酸类有机废水的萃取,可选用的碱性萃取剂只有胺类、吡啶和罗丹明B,其中胺类萃取剂从性能与价格方面优于其他萃取剂。胺类萃取剂包括烷基胺类、二苯基硫醇胺与N - N - 二(R - 甲基苄基) - 乙酰胺。烷基胺类萃取性能尤佳,是主要选用的萃取剂,其中包括伯、仲、叔胺与季铵盐。其萃取能力依次为伯胺 |
