芻議低溫結晶法對染料中間體磺化工藝母液的資源化利用

姜興中

摘 要：目的：為了研究低溫結晶法對染料中間體磺化工藝母液的資源化利用效果;方法：通過模擬廢水實驗進行了解分析，之后在對實際廢水進行處理，對比兩者時間的實驗結果;結論：通過實驗分析能夠發現低溫結晶法對染料中間體磺化工藝母液的資源化回收有非常大的幫助。

關鍵詞：低溫結晶法;染料中間體磺化工藝母液;資源化利用

染料中間體生產行業在生產的時候會產生大量的廢水。這些廢水成分非常復雜主要以磺化工藝廢水為主，在廢水里面會含有濃度高達104-105mg/L的有機物質量和無機鹽;產生出來的廢水色澤深、毒性大，如果不及時進行處理，就會危害工作人員的生命健康。

1 關于處理廢水方法的研究

通過文獻資料調查方法能夠發現目前處理廢水有以下幾種方法：混凝法、高級氧化法、蒸發濃縮法等。我國也有很多研究者對處理廢水方法進行了研究，曹向禹在研究的時候發現使用ClO2氧化法能夠有效的處理廢水;龔雪君在研究的時候發現使用Ni2O3/AC催化劑的方法能處理燃料中間體廢水。

2 模擬廢水實驗和實際廢水實驗過程

2.1 實驗材料

2.1.1 模擬廢水材料

主要由G酸、鹽和一些副產物組成;在實驗進行的時候會使用5種不同的模擬廢水進行實驗，這5種廢水的具體成分分別為：①G salt，硫酸10%、硫酸氫鈉20g/L、2-naphthalene-6、8-disulfonic acid dipolassium;②R salt，硫酸10%、硫酸氫鈉20g/L、2-naphthol-3、6-disulfonic acid

disodium;③K acid，硫酸15%、硫酸鈉20g/L、2-amino -3、6，8-naphthalene trisulfonic acid;④Amino G acid，硫酸

15%、硫酸鈉20g/L、Amino 2-naphthyl-amine-6，8-disulfoni scid;⑤βsalt，硫酸20%、硫酸鈉18.5g/L、2-naphthalene sulfonic acid sodium。其中R鹽質量分數85%，G鹽、K酸、氨基G酸質量分數分別為：72.5%、70.7%、81.2%。β鹽質量分數為99%。其他化學試劑都為分析純。

2.1.2 實際廢水材料

主要成分由某精細化工公司生產車間提供。其中棕黑色的是G鹽母液，有機物含量非常高，并且伴有刺激性氣味。β鹽母液是暗粉色，pH值達6.2。

2.2 實驗儀器和實驗裝置

實驗裝置包括：可控溫冰柜、回旋振蕩器、離心機、數顯溫度計等。分析檢測儀包括：ZDHW-5微機全自動量熱儀、Falion 60S能譜儀、LC-20A型高效液相色譜儀等。

2.3 實驗過程

2.3.1 模擬廢水實驗過程研究

主要目的為了研究磺化工藝母液中5種主要污染物在低溫下的結晶規律和影響結晶的因素。實驗過程：首先把20mL的模擬廢水倒在干凈的離心管中，再把離心管放在振蕩器里面冰柜溫度控制在不同溫度，研究不同溫度條件下污染物結晶效果，12個小時之后把離心管放在離心機里面，離心20min，轉速在3000r/min，最終得到電導率和COD的值。實驗中分離的效率可以通過以下公式來進行計算：COD去除率=×100%。（其中：C0代表原溶液中污染物的質量濃度;C1代表低溫處理過后水中污染物的質量濃度;）在計算的時候COD越高，說明處理效果越好，回收率越高。

2.3.2 實際廢水的實驗過程研究

在進行實驗的時候先把實際廢水倒在干凈的離心管中，進行12h的冷凍處理，把沒結冰的溶液放在冰箱里進行離心處理，達到真正液體和固體分離的目的，測定液體的污染物指標進行分析，在相同溫度下調整其他物質反復進行實驗對比處理效果。

2.4 分析方法

如表所示是各成分的分析方法：

2.5 實驗結果和實驗討論

2.5.1 模擬廢水處理效果分析

2.5.1.1 溫度因素對模擬廢水處理效果的影響

通過模擬實驗顯示的數據能夠發現G鹽在溫度變化的時候COD的去除率為0，其余4種模擬廢水在溫度冷凍12h之后發現當溫度從4℃降到-12℃的時候R鹽的COD會提高，當溫度從8℃降到-16℃的時候，K酸和氨基G酸的COD去除率會提高;當溫度從4℃降到-16℃的時候β鹽的COD去除率會增加;綜上所述：在-12℃到-16℃的時候R鹽、K酸、氨基G酸和β鹽都會出現結晶，模擬廢水的COD去除率會隨著溫度的降低而升高。

2.5.1.2 pH值對模擬廢水處理效果的影響

通過實驗能夠發現在0℃以上的時候β鹽模擬廢水的COD去除效果比較差;G鹽模擬廢水在整個實驗過程中不會出現固體物質。COD去除率在20%-50%中間的時候模擬廢水的酸度和COD的去除率沒有明顯的關系，在酸度條件下用G鹽配制出來的模擬廢水在溫度0℃和4℃的時候沒有物質。

2.5.1.3 堿種類對G鹽模擬鹽水處理效果的影響

在實驗的時候使用氫氧化鈉和氫氧化鉀進行pH值的調節觀察G鹽處理效果。發現加入氫氧化鈉的時候沒有變化，但是加入氫氧化鉀的時候就會對G鹽有明顯的去除效果。

2.5.2 實際廢水處理效果分析

2.5.2.1 G鹽母液的實驗過程

首先把G鹽母液倒在塑料管中，在-12℃的溫度下冷凍12個小時，12個小時完成之后需要把固體和液體進行分離，分離處理完成之后的去除率在45%左右，因為濾餅中的含水量比較高，這個時候能夠去除掉55%的COD。其次用氫氧化鉀調節過濾液的pH值，在調節過程進行的時候會發現電導率下降，這個時候里面大部分的成分就是無機鹽。調節完成之后在重新放進冰箱，溫度開始慢慢下降，當溫度下降到-16℃的時候總去除率會達到62%。

2.5.2.2 β鹽母液的實驗過程

在調節β鹽母液的時候硫酸的質量分數調至20%，溫度在-16℃，冷凍時間12h，這個時候去除率能夠在79%左右。

2.5.2.3 G酸母液的實驗過程

在實驗的時候發現溫度在-8℃和-12℃的時候COD的去除率非常低，但是在-12℃冷凍12h之后，COD的去除率會提高到19%。

2.5.2.4 K酸母液的實驗過程

K酸母液在-16℃冷凍12h的時候發現去除效果不理想，這個時候就可以認為在原水中COD比較低。

2.5.3 實驗廢水處理效果分析

在整個實驗進行的時候所有的有機物會因為溫度降低而出現結晶，通過調節方式能夠發現能夠提高廢水COD的去除率。

2.5.4 化學物檢測和表征

在對實際G鹽母液實驗的時候可以通過光譜的方式分析固體物質，在分析的時候能夠發現R鹽純度能夠達到一半以上，這個時候就可以獲得一定的經濟效益。

3 結束語

通過對模式廢水實驗的分析和實際廢水的實驗分析能夠知道染料中間體G鹽母液和β鹽母液實施資源化利用都是可行的。COD的去除率也能達到93%，說明低溫結晶法對染料中間體磺化工藝母液的資源化利用有非常重要的幫助，可以在以后的工作中進行使用。

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