很多工業(yè)生產(chǎn)過程均會產(chǎn)生大量含有機(jī)物的水溶液,特別是液液萃取工業(yè)生產(chǎn)中,萃取后水相料液中常因有機(jī)物經(jīng)溶解或夾帶而含有部分有機(jī)物,這樣不僅會損失有機(jī)溶劑從而顯著增加生產(chǎn)成本,且若不能回收有機(jī)物實現(xiàn)循環(huán)利用,將會給生態(tài)環(huán)境帶來巨大的環(huán)境風(fēng)險。因此,對含有機(jī)物水溶液中含有的有機(jī)物進(jìn)行深度脫除和高效回收具有重要意義。
通常情況下,含有機(jī)物水溶液中夾帶的非溶有機(jī)物部分可經(jīng)過重力自然分相或氣浮法實現(xiàn)大部分有機(jī)物組分的分離,而少量夾帶的有機(jī)物小液滴和溶解的有機(jī)物,即使經(jīng)過數(shù)天靜置也很難實現(xiàn)分相,必須采用相應(yīng)的分離方法。目前,含有機(jī)物水溶液中較低含量或溶解的有機(jī)物的脫除方法主要有降解法和吸附法。降解法即利用一定的氧化方法,包括氧化劑氧化、電解氧化和生物氧化等方法,先將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物,再利用化學(xué)沉淀法將其除去。但該方法存在降解成本高且有機(jī)物回收率低等問題。吸附法主要包括兩種:一種是直接向含有機(jī)物水溶液中加入吸附劑以脫除有機(jī)物,另一種是將吸附劑填充于吸附柱中進(jìn)行有機(jī)物脫除,常選用吸附劑主要包括不溶性稀土化合物、鐵鹽、鋁鹽、活性炭、吸附陶瓷等,其中不溶性稀土化合物(包括稀土碳酸鹽、堿式稀土碳酸鹽、稀土氫氧化物、稀土氧化物、稀土氟化物等)會與酸性膦類萃取劑如P204、P507等發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成不溶性稀土有機(jī)皂化料,從而再被吸附或掛在不溶性稀土化合物上。但該方法存在流程復(fù)雜、成本高且不溶性稀土化合物再生須與分離廠協(xié)同等問題,并需額外配備相應(yīng)的過濾設(shè)備,導(dǎo)致成本較高。因此,針對含有機(jī)物水溶液中有機(jī)物的回收,亟需開發(fā)一種工藝簡單、成本低廉、生態(tài)環(huán)境友好的具有普適性的方法,以實現(xiàn)含有機(jī)物水溶液中有機(jī)物的深度脫除及高效回收。
氫氧化物膠體吸附法處理水溶液中有機(jī)物的回收方法步驟如下:
(1) 采用堿性化合物調(diào)節(jié)含有機(jī)物水溶液的pH值至4~6;
(2) 采用摩爾濃度為0.5~2.5mol/L、粒度D50為50~500nm包括鎂、鈣、鋁、鐵或稀土氫氧化物膠體;按照氫氧化物膠體與含有機(jī)物水溶液的體積比1:200~1:800,攪拌30~60min;
(3) 經(jīng)重力自然沉降液固分離,分別得到除有機(jī)物后水溶液和含有機(jī)物渣;
(4) 采用無機(jī)酸對所述含有機(jī)物渣進(jìn)行溶解,經(jīng)靜置分相,分別得到含金屬離子的水相和有機(jī)物。
氫氧化物膠體吸附法處理水溶液中有機(jī)物的回收方法優(yōu)點如下:
氫氧化物膠體對含有機(jī)物水溶液進(jìn)行處理,利用氫氧化物膠體具有巨大比表面、表面能和帶有大量電荷的特性,使含有機(jī)物水溶液中的有機(jī)物以物理吸附形式吸附于膠體表面,并進(jìn)一步采用無機(jī)酸溶解經(jīng)氫氧化物膠體處理所得含有機(jī)物渣,就可使吸附于氫氧化物膠體表面的有機(jī)物脫附,使得含有機(jī)物水溶液中有機(jī)物與除有機(jī)物后水溶液高效分離,進(jìn)而實現(xiàn)含有機(jī)物水溶液中有機(jī)物的深度脫除及高效回收。
氫氧化物膠體對含有機(jī)物水溶液進(jìn)行有機(jī)物回收處理,經(jīng)一步處理后,所得除有機(jī)物后水溶液中有機(jī)物含量可降至15mg/L以下,回收處理工藝簡單,且氫氧化物膠體用量極低。此外,由于有機(jī)物以物理吸附形式吸附于氫氧化物膠體表面,僅需消耗少量的無機(jī)酸,并通過簡單的溶解過程,即可使吸附于氫氧化物膠體表面的有機(jī)物脫附并回收,整個工藝簡單易行。
無機(jī)酸處理所得含金屬離子的水相可全部返回用于制備氫氧化物膠體,實現(xiàn)酸性廢水近零排放,對生態(tài)環(huán)境友好,同時還可實現(xiàn)氫氧化物膠體中金屬離子的循環(huán)利用,有效降低氫氧化物膠體的制備成本及含有機(jī)物水溶液的處理成本。
在進(jìn)行氫氧化物膠體處理含有機(jī)物水溶液前,采用堿性化合物調(diào)節(jié)含有機(jī)物水溶液的p H值至4~6,可大幅降低處理過程中氫氧化物膠體的消耗,有助于提高氫氧化物膠體處理效率,降低生產(chǎn)成本。
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