申请日2019.10.25
公开(公告)日2020.01.10
IPC分类号C02F1/26; C02F101/34
摘要
本发明公开了一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，它用所述疏水性低共熔溶剂萃取废水中的酚类物质，所述疏水性低共熔溶剂包括氢键受体和氢键供体，其中氢键受体为薄荷醇，氢键供体为十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸中的至少一种，所述氢键受体和氢键供体的摩尔比为1‑2:1。本发明提供的疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水中酚类污染物的方法操作简单，萃取时间短，萃取后进行静置时，有机‑水两相有明显的界面，容易分离，酚类污染物的去除效率高。
权利要求书
1. 一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于：用所述疏水性低共熔溶剂萃取废水中的酚类物质，所述疏水性低共熔溶剂包括氢键受体和氢键供体，其中氢键受体为薄荷醇，氢键供体为十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸中的至少一种，所述氢键受体和氢键供体的摩尔比为1-2 : 1。
2. 如权利要求1所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于，所述疏水性低共熔溶剂的制备方法为：将氢键受体于80-90 ℃温度下干燥5-6 h后，与氢键供体混合并于65-75 ℃油浴温度下搅拌10-20 min，得到透明均一的液体，即制得所述疏水性低共熔溶剂。
3.如权利要求1所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于，包括以下过程：将所述疏水性低共熔溶剂与含酚废水混合，剧烈搅拌下进行萃取，随后静置分层，进行分离处理。
4. 如权利要求3所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于：疏水性低共熔溶剂与含酚废水混合的质量比为1-2 : 1。
5. 如权利要求3所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于：进行萃取的温度为40-50 ℃。
6. 如权利要求3所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于：进行萃取的时间为4-5 h。
7. 如权利要求3所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于：静置分层的时间为20-30 h。
8.如权利要求1所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于：所述废水中的酚类物质为苯酚、愈创木酚中的至少一种。
说明书
一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法。
背景技术
酚类化合物是一种原型质毒物，可以通过粘膜、皮肤侵入人体内部，高浓度酚会使得蛋白质凝固及细胞失活，从而引起组织损伤坏死直至全身中毒。
20世纪50年代以来，化工行业的发展使得人工合成的有机物种类与日俱增。酚类化合物一直作为一种重要的产品和原料，有着十分广泛的用途，例如炸药、杀虫剂、药品和染料等，另外在焦化厂、炼油厂等也会有大量酚类化合物的排放，其浓度有的高达几万毫克/升，低的也有数百毫克/升，会造成严重的环境污染。
同时，酚类又是可降解型毒物，将浓酚分离出来之后，既可以回收利用酚类创造价值，又能将水中酚浓度降至含酚废水的生化预处理排放标准，减小生化处理难度。迄今为止，含酚废水的分离方法有很多，主要有吸附法、过滤法、蒸馏法、Fenton氧化法等等。吸附法是废水处理中常用的一种方法，利用活性炭等吸附材料吸附去除有机物，一般可达到较高的出水水质，但吸附剂回收利用的技术难度大、处理费用高，容易产生二次污染且增加二次处理费用，难以在实际中推广应用。过滤法是利用甲醛废液与含酚废水反应生成酚醛树脂沉淀，升温搅拌然后冷却过滤，是一种以废治废的方法，处理效果较好，但是蒸汽耗量大，适用范围小。蒸馏法依据水与酚类物质的沸点不同进行分离，这种方法处理含酚废水虽然操作简单，但成本高且占地面积大，并不利于含酚废水的处理。Fenton氧化法是利用Fenton试剂对废水进行净化的方法，其实质是Fe2+催化分解H2O2产生具有极强氧化性的羟基自由基，氧化分解有机物。但是以FeSO4为催化剂的传统Fenton氧化法处理含酚废水时，对pH的要求比较高，一般情况下最佳pH值为3-4，而在反应结束后又需要调节废水至碱性，这就使得处理成本较高，而且会产生大量难以处置的铁泥。现有的处理方法普遍存在处理效率低、处理时间长、能耗高等问题，因此，有必要研发高效、绿色的酚类污染物的处理方法。
低共熔溶剂是由两种或两种以上的化合物按照一定的化学计量比形成。不同化合物之间会形成氢键作用力、范德华力和π-π作用力等，使得晶格能下降，晶格结构破坏，化合物的熔点降低的共熔现象。大部分的低共熔溶剂都是亲水性的，少数是疏水性的。低共熔溶剂不仅具有与离子液体相似的物理化学性质，而且可生物降解，合成过程原子利用率达100%。专利CN109721145A 利用醇(CnH2n+2Ox中的至少一种，其中，1≤n≤10，1≤x≤n)作为氢键受体，以氨基酸(RCHNH2COOH中的至少一种，其中R为C2-C6链烯基、C1-C4取代链烷基或未取代链烷基、含氮杂环、芳香基或环烷基)作为氢键供体，在温度 90-120 ℃、作用时间1-3h条件下合成低共熔溶剂，在含酚废水与低共熔溶剂质量比为5-10:1、温度80-120 ℃、搅拌时间0.5-10 h条件下进行，酚去除率≥95%。但此类低共熔溶剂的制备温度以及萃取含酚废水的温度均较高，且此低共熔溶剂的制备时间较长，需要较高能耗及较长处理周期。
发明内容
针对现有技术方案存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法。
所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于：用所述疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水中的酚类物质，所述疏水性低共熔溶剂包括氢键受体和氢键供体，其中氢键受体为薄荷醇，C14及以上的羧酸作为氢键供体，氢键供体为十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸中的至少一种，所述氢键受体和氢键供体的摩尔比为1-2 : 1。
所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于，所述疏水性低共熔溶剂的制备方法为：将氢键受体于80-90 ℃温度下干燥5-6 h后，与氢键供体混合并于65-75 ℃油浴温度下搅拌10-20 min，得到透明均一的液体，即制得所述疏水性低共熔溶剂。
所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于，包括以下过程：将所述疏水性低共熔溶剂与含酚废水混合，剧烈搅拌下进行萃取，随后静置分层，进行分离处理。
所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于疏水性低共熔溶剂与含酚废水混合的质量比为1-2 : 1。
所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于进行萃取的温度为40-50 ℃。
所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于进行萃取的时间为4-5 h。
所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于静置分层的时间为20-30 h。
所述的一种基于疏水性低共熔溶剂萃取含酚废水的方法，其特征在于：所述废水中的酚类物质为苯酚、愈创木酚中的至少一种。
与中国专利CN109721145A相比可知，本发明采用不同的氢键受体与氢键供体，本发明制备疏水性低共熔溶剂的温度较低、制备时间较短。并且利用本发明的疏水性低共熔溶剂对含酚废水进行萃取处理时，萃取温度也明显低于专利CN109721145A中的萃取温度。
相对于现有技术，本发明取得的有益效果是：
1)本发明提供的疏水性低共熔溶剂，萃取含酚废水中酚类污染物的方法操作简单，低共溶剂与废水中的酚类污染物通过氢键结合，将废水中的酚类污染物萃取出来，且萃取时间短，萃取后进行静置时，有机-水两相有明显的界面，容易分离，酚类污染物的去除效率高;
2)本发明的疏水性低共熔溶剂的毒性低，萃取操作的安全性好。且低共熔溶剂的疏水性好，所以与水的分层效果好，低共熔溶剂基本不会残留在水中产生二次污染;而本发明的低共熔溶剂在室温下呈固态的特点，可以使得萃取结束后的有机-水两相的分离变得十分简单，具有很好的经济和社会效应。（发明人于凤文;丁磊;王芳琪;王骏;李翱;计建炳）
