魏鳳玉，彭書傳，崔鵬，鄧傳蕓
哈肥工業大學化工學院，合肥 230009

　　摘　要：采用絡合萃取法，以TOA為萃取劑、煤油為稀釋劑處理β-萘磺酸鈉工業廢水。結果表明，當pH=0.5～1.0，廢水：草取劑：稀釋劑=100:10：40時，廢水經二級萃取COD_Cr去除率達98.0%。萃取后的絡合相經NaOH解絡后上層油相為萃取劑，可循環使用；下層為濃縮的β－萘磺酸鈉，可回收利用。將二級萃余水相用H₂O_2-Fe²⁺氧化后，出水COD_Cr降至100mg／L以下，可達標排放。
　　關鍵詞：β－萘磺酸鈉；絡合萃取；三辛胺（TOA）;廢水處理
　　中圖分類號：X783
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1009－2455（2000）01-0022-03

Treatment of Sodium β-Naphthalene Suifonate Industrial Wastewater by Complex Extraction
WEI Feng-yu, PENG Shu-chuan, CUI Peng, DENG Chuan-yun

　　Abstract: A complex extraction method was used for the treatment of sodium β-naphthalene sulfonate industrial wastewater with TOA as the extractant and kerosene as the diluent. The results show that when pH=0.5-1.0 and the ratio of wastewater :extractant:diluent=100:10:40, the COD_Cr removal rate of the wastewater after the two-stage extraction reached98.0%. NaOH was added into the complex phase after extraction so that the resulted upper layer in oilphase was extractant which can be recycled and the lower layer was enriched sodium β--naphthalene sulfonate which can be recovered. By oxidizing the raffinate with H₂O₂-Fe²⁺, the COD_Cr of the outlet water came down below 100mg/L, which met standard and can be discharged.
　　Keywords: sodium β--naphthalene sulfonate; complex extraction; TOA; treatment of wastewater

　　高濃度有機工業廢水由于組份復雜。有機物及無機鹽含量高，其治理歷來被認為是一個難題。如有機中間體2——萘酚生產中排放的β——萘碘酸鈉工業廢水中，含有大量的有機物茶磺酸鈉，COD_Cr高達40g／L。Na₂SO₄、NaHSO₃、_Na2SO3等，該廢水采用一般的液一液萃取、混凝沉降、濃縮[1]等方法處理效果均不佳。
　　絡合萃取法是利用某些萃取體系中能形成第三相（又稱絡合相），且該第三相具有高度富集被處理廢水中有機物的特點，來處理有機工業廢水^[2-3]。本研究采用絡合萃取法處理β——萘磺酸鈉生產廢水，回收β——萘磷酸鈉，萃余液再以H₂O₂－Fe2+化學氧化法處理。結果表明，該法費用低、無二次污染，COD_Cr去除率高，出水達國家標準，可直接排放。

1 實驗部分

1.1 水樣及試劑
　　廢水水樣采自南京化工廠，外觀呈棕紅色、不透明，州為2.5，水樣中COD_Cr最高達40g/L。萃取劑三辛胺（TOA），磷酸三丁酯（TBP）、正丁胺均為分析純；稀釋劑為民用煤油、磺化煤油、四氯化碳（分析純）；凡涉及COD_Cr值測定所需試劑均為分析純。
1.2 分析方法
　　水樣COD_Cr值采用標準重鉻酸鉀法；pH值采用玻璃電極法。
1.3 實驗步驟
　　將萃取劑、稀釋劑與預先調好pH的100mL廢水加人到250mL。分液漏斗中，振蕩數分鐘后，靜置分層：上層為有機相、下層水相為萃余相、中間為絡合相。從水相中取樣分析COD_Cr。將絡合相放入圓底燒瓶中，加入一定量NaOH，加熱回流一定時間后，靜置分層，上層為回收的萃取劑，下層為萃取出的β－萘磺酸鈉有機物。將回收的萃取劑并入有機相，循環使用。

2 實驗結果與討論

2.1 萃取劑和稀釋劑的選擇
　　經實驗反復確定，萃取反應基本上在20min內完成。以下實驗萃取時間均為20min，萃取均在室溫下進行。以磺化煤油為稀釋劑，分別用TOA、IBP。正丁胺作萃取劑處理β－萘磺酸鈉生產廢水，結果見表1。

表1 不同萃取劑對萃取效果的影響 萃取劑 COD_Cr/(mg.L^-1) η/% 萃取相數 正丁胺 29887 21.7 2 TBP 22838 36.0 3 TOA 4006.2 89.5 3

　　由表1可知，用TOA為萃取劑，COD_Cr去除率最高，且能形成絡合相。以TOA為萃取劑，取不同稀釋劑處理β—萘磺酸鈉廢水，結果見表2。由表2可知，用磺化煤油作稀釋劑時，去除率最高，且其價廉易得。安全無毒，所以選擇磺化煤油為稀釋劑。

表2 不同稀釋劑對萃取效果的影響 稀釋劑 COD_Cr/(mg.L^-1) η/% 萃取相數 煤油 5845.5 83.6 3 磺化煤油 3819.7 89.3 3 四氯化碳 6175.78 82.7 3

2.2 原水pH對萃取效果的影響
　　用H₂SO₄調節原廢水的酸度，不同pH對處理效果的影響見圖1。由圖1中曲線1可見，隨著溶液酸度增加，COD_Cr去除率增加。這是由于TOA屬路易斯堿，在酸性條件下將會與芳香族磺酸發生絡合反應：
　　　　　　　R－SO₃^-+H++R₃′N→RSO₃HNR₃ （1）
　　而在堿性條件下又發生解絡反應：
　　　　　　　RSO₃HNR₃′+NaOH→RSO₃Na+H₂O+NR₃ （2）
　　由圖1可見，當pH在0.5－1.0之間，COD_Cr去除率最大達98.0％左右。pH值再增高時，萃取效率反而略有降低。這是由于雖然酸度增加有利于反應（1）向右進行，但同時萃取劑會與體系中存在的無機陰離子如HSO₄-等發生副反應（3）：
　　　　　　　R₃′N+H++HSO₄-→R₃′NHHSO₄ （3）
　　從而降低了萃取效果，故選取原水最佳州為0.5－1.00。
　　萃取前后水相pH的變化，實驗結果見圖1中曲線2。由曲線2可見，萃余水相的pH比原水pH高，這是由于發生了反應（1）萃取后廢水中磺酸類的酸性化合物轉移到廠絡合相的緣故。

2.3 萃取劑用量對萃取效果的影響
　　取100mLpH=1.0廢水，36mL。磺化煤油，改變萃取劑TOA的用量對萃取效果的影響見圖2。由圖2可見，隨著TOA用量增加，（COD_Cr去除率提高。當TOA用量增加到20%（油相）以上或萃取劑：水相=1：100時，COD_Cr去除率幾乎不變。因此，萃取劑的最佳用量為20%（油相）。

2.4 稀釋劑用量對萃取效果的影響
　　在絡合萃取中，稀釋劑的作用是稀釋萃取劑，降低萃取液的粘度，從而促使水相與絡合相的快速分離。如萃取液中無稀釋劑，則其放置數日也不能使水相與絡合相分層。因此，稀釋劑的投加對萃取過程的進行是很重要的。取100mLpH=1.0廢水，10mLTOA，加入不同稀釋劑對萃取效果的影響見圖3。由圖3可見，稀釋劑用量在40mL以上時對COD_Cr去除率影響不大。
　　綜上所述，確定最適宜的萃取條件為：廢水pH為0.5～1.0，萃取劑：稀釋劑：廢水：＝10：40：100，依此條件廢水一級萃取 COD_Cr去除率可達96.0％左右。
2.5 萃取劑的回用
　　萃取劑TOA的回收利用是本法能否工業化應用的關鍵。由反應（2）可知，絡合物在堿性條件下可發生分解反應，向絡合相中加人NaOH，可達到回收萃取劑的目的。NaOH用量對萃取劑回收量的影響見圖4。由圖4可見，當 NaOH量達6％以上（即 6gNaOH／100mL絡合相）時，回收的萃取劑量基本不變，此時萃取劑的回收率達90.8％。解絡后所得下層有機物濃縮相可回收利用，由實驗測得IL原廢水可得此濃縮物約56mL。

　　為了考察回收所得萃取劑的使用效果，在最佳萃取條件下進行萃取劑的循環實驗，結果見表3。

表3 萃取劑的循環利用 稀釋劑使用次數 廢水萃取前COD_Cr/(mg.L^-1) 廢水一級萃取后 廢水二級萃取后 COD_Cr總去除率/% COD_Cr/(mg.L^-1) 去除率/% COD_Cr/(mg.L^-1) 去除率/% 1 36893 415 96.9 324 22.0 99.2 2 38140 5500 85.6 744 87.0 98.0 3 38140 7896 79.3 534 93.2 98.6 4 38140 9345 75.5 797 91.5 9.0 5 38140 10088 73.6 593 94.1 98.5

　　由表3可見，隨著TOA回用次數的增加，廢水COD_Cr去除率有所下降，這是由于解絡后的TOA中含有少量水，致使TOA純度降低，但廢水經二級萃取COD_Cr總去除率均達98.0％以上，效果與新鮮TOA相當，因此解絡后的TOA可重復使用，從而大大降低了處理費用。
2.6 二級草余液的后處理
　　由表3可見，經二級萃取后的廢水COD_Cr均超過100mg/L以上，達不到國家工業廢水排放標準，本文采用Fe²⁺-H₂O₂氧化法^[4]對萃余液進行處理。在每升廢水中投入H₂O₂1.6～2g、FeSO₄4g的條件下，反應60min后出水COD_Cr80～100mg／L以上，達到國家排放標準，可直接排放。

3 結論

　　用TDA-磺化煤油體系絡合萃取法處理β——萘磺酸鈉工業廢水是可行的，廢水經二級萃取后COD_Cr去除率達98.0％。產生的少量絡合相經NaOH 解絡后，上層油相為萃取劑TOA，可循環利用；下層為濃縮的β—萘磺酸鈉有機物，可回收使用。將二級萃取后的水相用H₂O₂－Fe²⁺法氧化60mn后，出水COD_Cr降至100mg／L以下，可達標排放。因此，該法費用低，不產生二次污染，具有一定的經濟效益與環境效益。

參考文獻：

　　[1] 經再英.2—萘酸生產廢水的處理[J].化工環保，1991，11 （3）：157－161.
　　[2]He Suiyuan, Jin Yunyun ,Yuan wujian. A new methed of treatment of spent wool scouring Liquor with solvent extraction[J]. Chinese Environ Sci. 1990.1(1):58-63
　 ［3］何燧源，金云云，趙慶祥.用萃取第三相形成法處理1-萘胺-8-磺酸生產廢水[J].華東理工大學學報，1996，22（3）：326-329.
　　[4] 彭書傳，魏鳳玉，崔康平.H₂O₂-Fe²⁺法處理β—萘磺酸鈉 生產廢水的研究[J].工業水處理，1998，13（1）：20-22.

　　 作者簡介： 魏鳳玉，女，36歲，講師，碩士。