Ⅰ 含苯酚的工業廢水處理流程圖如下
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試題創設的情景是工業廢水中苯酚回收處理的工藝流程圖,涉及到五種設備,四種化工原料,多個有機化學、無機化學反應,是一個典型的有機、無機綜合題。
從給出的含苯酚的工業廢水處理的流程圖可作如下分析:
(1)從工業廢水與苯進入設備Ⅰ得到苯酚、苯的溶液與無酚工業廢水(此廢水可以排放),說明在設備Ⅰ中進行的是萃取,利用苯與苯酚具有相似的結構,將苯酚從工業廢水裡抽提出來,用分液的方法將下層的工業廢水放出排放,上層的苯酚苯溶液進入設備Ⅱ。
(2)盛有苯酚苯溶液的設備Ⅱ中注入氫氧化鈉溶液,此時,具有酸性的苯酚跟氫氧化鈉發生中和反應,生成苯酚鈉和水
苯酚鈉是離子化合物,易溶於水中。伴隨上述化學反應的發生,在設備Ⅱ中的液體分為兩層,上層是苯層,下層是苯酚鈉的水溶液(即設問中的物質A),上層的苯通過管道送回設備Ⅰ中繼續萃取工業廢水中的苯酚,循環使用,下層的苯酚鈉(A)溶液進入設備(Ⅲ)。
(3)在盛有苯酚鈉溶液的設備Ⅲ中,通入過量的二氧化碳氣,這兩種物質間發生化學反應,生成苯酚和碳酸氫鈉,這個化學實質是弱酸鹽與「強」酸發生的復分解反應(的酸性比苯酚的酸性強),化學方程式如下:
在析出的苯酚中含有微量水,呈油狀液體,沉於設備Ⅲ液體的下層,經分液後再精餾可得苯酚。上層液體B是溶液,經管道輸送進入設備Ⅳ。
(4)盛有碳酸氫鈉溶液的設備Ⅳ中,加入生石灰(),生石灰與碳酸氫鈉溶液里的水化合變為熟石灰,與發生復分解反應,生成和沉澱,化學方程式如下:
若把上述兩個反應合並寫為下式:
同樣正確。溶液與沉澱通過過濾分離。
反應所得溶液,通過管道進入設備Ⅱ,循環使用;所得沉澱進入設備Ⅴ。
(5)在設備Ⅴ中的原料是固體,所得的產品是氧化鈣和二氧化碳,由此可知,設備Ⅴ實質應是石灰窯,其中,發生的化學反應為:
反應所得二氧化碳通入設備Ⅲ,反應所得氧化鈣進入設備Ⅳ。
綜上所述,在含苯酚工業廢水提取苯酚的工藝流程中,苯、氧化鈣、氫氧化鈉、二氧化碳4種物質均可以循環使用,理論上應當沒有消耗。
Ⅱ 含苯酚工業廢水處理的流程
對含酚廢水的治理,最有效的方法是控制污染源,一是合理選擇工藝流程、開發無公害工藝、無公害催化劑,使用無公害試劑的反應實現清洗工藝技術,減少廢水量或降低廢水中的含酚濃度。例如,目前對氨基酚生產主要採用鐵還原法老工藝,生產1噸成品出44噸廢水,廢水量大,污染嚴重。近年來人們開發用硝基苯催化氧化法生產對氨其基酚新工藝,1噸成品,只排放10噸含酚廢水,使污染減少。二是選用有效的操作條件和生產設備,開發密閉循環生產酚類化合物系統盡量避免和減少污染物排入環境,實現「零排放」的清潔生產。三是加強企業的管理,對含酚廢水採取有效處理、回收以及綜合利用。
由於含酚廢水的組成、酸鹼性以及濃度的不同,治理方法也不一樣,目前工業上治理含酚廢水的方法一般分為物化法、化學法、生化法等三大類。主要介紹最常見的方法。
1.物化法
物化法是通過物理化學過程處理廢水,除去污染物質的方法,因應用比較廣泛,近年來發展很快。其主要方法有:吸附、萃取、反滲透、電滲析、液膜、氣提、超過濾等方法。
1.1吸附法
吸附法廣泛用於含酚廢水的處理。吸附法是利用多孔性固體物質作用為吸附劑,如活性炭、硅藻土、活性氧化鋁、交換樹脂、磺化煤等,以吸附劑的表面(固相)吸附廢水中的酚(液相)污染物的方法,根據吸附劑與酚類化合物之間的作用力不同,其吸附機理兼有物理吸附,化學吸附和交換吸附。在含酚廢水處理過程中,主要是物理吸附,有時是幾種吸附形式的綜合作用 。選用吸附性能好,吸附容量大,容易再生,經久耐用的吸附劑是保證-分離效果的關鍵。
1.2萃取法
萃取法處理含酚廢水兩種途徑,一種是選用高分配系數的萃取法,採用特定的萃取工藝及裝置,利用酚類化合物在有機相和水相中不同的溶解度及兩相互不溶的原理,達到分離酚的目的,另一種是根據可 配位反應原理,經單一萃取操作使廢水中的含酚量低於國家排放標准。
1.3液膜法
液膜法是近年發展起來的一種新型廢水治理分離技術液膜除酚採用水包油包水(W/0/W)體系。液膜由溶劑(如煤油)和表面活性劑構成。它是在分離的過程中使被分離的物質(酚)同時進行萃取與反萃取,通過液膜傳遞從而達到分離和濃縮的目的。液膜脫酚的過程為:乳狀液通過攪拌形成許多細小的乳狀液滴,分散在含酚廢水中。這時,內水相為Na OH水溶液,外相為含酚廢水。液膜內水相與外相相隔開。廢水中酚能透過液膜進入內水相,作為弱酸與Na OH反應生成酚鈉,而酚鈉不溶於油,而向水相(封閉相)進行擴散所以不會返回外水相而擴散到被處理的廢水中,這樣就可以達到分離之目的。液膜法工藝分為制浮、摘觸、破乳三步。這具有工藝簡單、高效快速、選擇性高、分離效率高、乳液經破乳後可重復使用等優點。液膜法適用於對高低濃度含酚廢水的處理,除酚率可達99.9%,有報道對含酚10—47g/L以下。近年來國同內外對液膜法處理含酚廢水的研究取得了不少進展。九十年代初我國建成了50t/d的高濃度含酚廢水的液膜處理工業裝置已用於塑料廠、石化廠等含酚廢水廠的治理。近年發展了選擇轉基塔之最佳轉速,調節廢水及乳液之流量進行分離,經液膜處理,廢水含酚量可下降到0.5×10-6以下等工藝.但由於液膜法操作技術要求高,液膜的穩定性總是還未徹底解決,工業上還未能廣泛地推廣應用這一新技術。據報道,液膜穩定性的問題最近已基本解決,廣泛應用這一技術為期不遠了。
2.化學法
化學處理方法是利用物質之間的進行化學反應的方法,對石油化工廢水的處理,是一種前景廣闊的高效率的方法。在化學法中,常用的有中和法、沉澱法、氧化法、還原法、電解法、光催化法等。
2.1沉澱法
在廢水中添加化學物質,使之與酚產生沉澱。方法簡、經濟,但處理後,廢水含酚濃度似較高,如果與其它方法一起用,效果就更好。最近發展起來的共縮聚法是化學沉澱法中的一種有效除酚方法。在高濃度含酚廢水中加甲醛並在酸性或鹼性催化劑存在下調整酚醛摩爾比,將廢水中酚縮聚成為低分子熱塑性或熱固性樹脂即為酚醛縮聚法。分離樹脂後,廢水再加尿素進行二步反應,殘渣為無害物,可以廢棄或焚燒。處理前廢水含酚濃度可高達30000mg/L以上。處理後放入廢水沉降過濾池,待取樣化驗合格後即可以排放,然後清理池內濾渣,使用酚醛尿縮聚法時,要調節廢水中酚:醛:尿=1:3:1和PH=9.7-10.0,加熱製成酸性樹脂並回收甲醛處理後的廢水含酚量可降到(10-50)×10-6,再經生物處理或稀釋,使之達到排放標准。
還有一種是酸煮沉澱法,它是在含酚的廢水中鹽酸加熱進行縮聚反應,回收樹脂,使含酚量由原來的3%下降到萬分之一。
2.2氧氣法
在廢水中添加氧化劑,如Cl2,ClO2,O3,H2O,KmnO4等,使酚氧化分解,同時也氧化水中的還原性性質。化學氧化劑資源少,價格貴。通常用於低濃度含酚廢水的處理。
2.3電解法
在廢水中加入適量電解質,在電解過程中,通過復雜的氧化過程,達到凈化酚的目的。其特點是:不需使用氧化劑、還原劑等化學葯品,可省掉後處理;其次是單位體積設備處理能力大;再者,利用電流和電壓的變化很容易控制反應速度和類型,操作也很簡單。但電解法只適用於低濃度含酚廢水的深度處理,能耗及處理費用較高,也引起一些副反應等。
2.4光催化法
此方法是用國內新開發的一種處理含酚廢水的技術,其特點:可處理較高濃度的含酚廢水;降解速度快,無二次污染;催化劑價廉易得;可回收反復使用,運行費用低;設備簡單、投資少、效果好等,光催化法主要是處理共縮聚法回收樹脂後的低濃度的含酚廢水,在其中加入光催化劑,用光照射(紫外光或陽光)然後加熱淚盈眶到600C攪拌通空氣後兩小時後取樣測定,含酚量達到排放標准後即可停止反應。催化劑經回收後可循環使用。
Ⅲ 廢水含有甲苯氨氮鹽分等污染物用什麼方法清理
酸性廢水主要來源於工業生產中的化工廠、金屬加工廠、鞣革廠、版化學纖維廠等。含權酸濃度為1-10%或更小,酸性廢水有較強的腐蝕性,腐蝕管渠及構築物,干擾水體自凈,使土壤酸化或鹽鹼化。對於低濃度酸性廢水(含酸4%以下時),應進行中和處理(酸性廢水中和、利用鹼渣、煙道氣等或投加劑、過濾等方法),必要時進一步進行生化處理。了解更多可到環保通問問。
Ⅳ 苯環開環和環烷烴開環的條件有何區別
苯環是一種特別穩定的結構,是不容易被破壞的,所以只有遇到很強的氧化劑和條件,才可能開環,如V2O5催化下與氧氣反應,能開環生成丁烯二酸酐。
環烷烴的環相對苯環,容易打開,但是其中的五元環和六元環也是比較穩定的。主要是三元和四元環容易打開,發生加成反應,可以與H2在Ni催化下開環加成;可以與HX發生開環加成;也可以與Br2的CCl4溶液反應,發生開環加成。只是不同於烯烴的是,不能與水發生加成反應。
Ⅳ 如何處理含苯的廢水
看論文裡面有鐵碳-微電解的方法除含苯環類有機物的論文,不知道實例可行性怎麼樣,你可以去查詢下相關文章
Ⅵ 含苯胺廢水如何除去苯胺
沉降後過濾
Ⅶ 怎麼處理含甲苯工業廢水處理方法
這種復廢水屬於難降解制的,有生物毒性的廢水,一般的考慮都是先採取強氧化的辦法,比如說臭氧氧化,電解。芬頓等,提高生化性能,降解難分解的有機物,然後經過生物處理後,根據濃度情況選配後續深度處理工藝,可以考慮活性炭吸附或者超濾之類。
Ⅷ 廢水中的苯環如何破除
如何破解高濃廢水?用高效催化氧化處理工藝
:一、高濃度廢水背景概述
高濃度難降解廢水越來越多,與此同時隨著生活水平的提高,環保意識增強,人們對難降解的有機物在環境中的遷移、變化越來越關注,然而高濃度難降解有機污染物的處理,是廢水處理的一個難點,難以用常規工藝(如混凝、生化法)處理,這是因為?
一、是此類廢水濃度高,CODcr一般為數萬mg/L,高的甚至達到十多萬mg/L以上;
二、是其中所含是污染物主要是芳烴化合物,BOD/COD很低,一般在0.1以下,難以生物降解;
三、是污染物毒性大,許多物質被列入環境污染物黑名單,如苯胺、硝基苯類等;
四、是無機鹽含量高,達數萬甚至十多萬以上。因此開發高濃度難降解有機廢水的有效處理技術迫在眉睫。常溫常壓下的新型高效催化氧化技術就是在這種背景下應運而生的。
二、高效催化氧化原理
新型高效催化氧化的原理就是在表面催化劑存在的條件下,利用強氧化劑——二氧化氯在常溫常壓下催化氧化廢水中的有機污染物,或直接氧化有機污染物,或將大分子有機污染物氧化成小分子有機污染物,提高廢水的可生化性,較好地去除有機污染物。在降解COD的過程中,打斷有機物分子中的雙鍵發色團,如偶氮基、硝基、硫化羥基、碳亞氨基等,達到脫色的目的,同時有效地提高BOD/COD值,使之易於生化降解。這樣,二氧化氯催化氧化反應在高濃度、高毒性、高含鹽量廢水中充當常規物化預處理和生化處理之間的橋梁。高效表面催化劑(多種稀有金屬類)以活性炭為載體,多重浸漬並經高溫處理。
ClO2在常溫下是黃綠色的類氯性氣體,溶於水中後隨濃度的提高顏色由黃綠色變為橙紅色。其分子中具有19個價電子,有一個未成對的價電子。這個價電子可以在氯與兩個氧原子之間跳來跳去,因此它本身就像一個游離基,這種特殊的分子結構決定了ClO2具有強氧化性。ClO2在水中發生了下列反應:
ClO2 +H2O→HClO3+HCl
ClO2→ClO2 +O2
ClO2+ .HO→HCl+HClO
HClO→O2 +H2O
HClO2+ Cl2 +H2O→HClO3+HCl
氯酸和亞氯酸在酸性較強的溶液里是不穩定的,有很強的氧化性,將進一步分解出氧,最終產物是氯化物。在酸性較強的條件下,二氧化氯回分解並生成氯酸,放出氧,從而氧化、降解廢水中的帶色基團與其他的有機污染物;而在弱酸性條件下,二氧化氯不易分解污染物而是直接和廢水中污染物發生作用並破壞有機物的結構。因此,pH值能影響處理效果。
從上式可以看出,二氧化氯遇水迅速分解,生成多種強氧化劑——HClO3、HClO2、Cl2、H2O2等,並能產生多種氧化能力極強的活性基團(即自由基),這些自由基能激發有機物分子中活潑氫,通過脫氫反應生成R*自由基,成為進一步氧化的誘發劑;還能通過羥基取代反應將芳烴上的——SO3H、——NO2等基團取代下來,生成不穩定的羥基取代中間體,此羥基取代中間體易於發生開環裂解,直至完全分解為無機物;此外ClO2還能將還原性物質如S2—等氧化。二氧化氯的分解產物對色素中的某些基團有取代作用,對色素分子結構中的雙鍵有加成作用。因此,二氧化氯可以很好的氧化分解水中的酚、氯酚、硫醇、仲胺、叔胺等難降解有機物和硫化物、鐵、錳等無機物。
二氧化氯作催化劑的催化氧化過程對含有苯環的廢水有相當好的降解作用,COD的去除率也相當高。但在有機物質的降解過程中,有一些中間產物產生,主要有:草酸、順丁烯二酸、對苯酚和對苯醌等,這就造成了COD的去除率相對較低,但其B/C比即可生化性大大提高。
三、氧化劑制備
二氧化氯採用現場制備的方法,在塔式噴淋反應器內,用氯酸鈉與鹽酸在催化劑存在的條件下反應,生成二氧化氯,反應方程式如下:
NaClO3+HCl → NaCl +ClO2+Cl2
反應過程是在射流作用下使反應器形成負壓,使原料經轉子流量計自動吸入反應器,反應生成二氧化氯,最終被射流帶入水體中。負壓條件可使操作過程比較安全,而且二氧化氯不會外泄,操作環境無異味。在本反應中,可利用催化劑作用,減少氯氣的產生,提高二氧化氯的產率。
四、設計與應用
(一)催化氧化的處理工藝
一般催化氧化的處理工藝為:廢水→物化前處理→催化氧化→配水→生化
工藝說明如下:
⑴前處理採用混凝、沉澱、氣浮、微電解、中和、預曝氣等物化處理方法。經過這些物化處理,去除懸浮物,降低了廢水的COD,調節了pH值,使廢水能更適合進行催化氧化;
⑵催化氧化過程中降低了一部分COD,提高了B/C,使之能更好地進行生化處理,在物化與生化處理之間充當橋梁作用;
(3)催化氧化塔出水進行配水是為了降低含鹽量,使之能更好地進行生化處理;
(4)生化處理的主要目的是進一步降低COD,最大限度地去除有機污染。
(二)催化氧化的處理效果
COD去除率≥70% ;色度去除率≥95 ;揮發酚去除率≥99% ;苯氨類去除率≥95%;硝基苯類去除率≥95% ;氰化物去除率≥99%。
五、鐵碳微電解工藝介紹:
微電解技術是目前處理高濃度有機廢水的一種理想工藝,又稱內電解法。它是在不通電的情況下,利用填充在廢水中的微電解材料自身產生1.2V電位差對廢水進行電解處理,以達到降解有機污染物的目的。當系統通水後,設備內會形成無數的微電池系統,在其作用空間構成一個電場。在處理過程中產生的新生態[H] 、Fe2+ 等能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應,比如能破壞有色廢水中的有色物質的發色基團或助色基團,甚至斷鏈,達到降解脫色的作用;生成的Fe2+ 進一步氧化成Fe3+ ,它們的水合物具有較強的吸附- 絮凝活性,特別是在加鹼調pH 值後生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑,它們的吸附能力遠遠高於一般葯劑水解得到的氫氧化鐵膠體,能大量吸附水中分散的微小顆粒,金屬粒子及有機大分子。
工作原理:基於電化學、氧化- 還原、物理吸附以及絮凝沉澱的共同作用對廢水進行處理。該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護方便,不需消耗電力資源等優點。鐵碳微電解填料用於難降解高濃度廢水的處理可大幅度地降低COD和色度,提高廢水的可生化性,同時可對氨氮的脫除具有很好的效果
鐵碳-芬頓反應器可通過催化氧化方式提高污水的可生化性。
1894年,法國人H,J,HFenton發現採用Fe2++H2O2體系能氧化多種有機物。後人為紀念他將亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑,它能有效氧化去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物,其實質是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反應活性的羥基自由(•OH) •OH可與大多數有機物作用使其降解。隨著研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑中,使其氧化能力大大增強。從廣義上說,Fenton法是利用催化劑、或光輻射、或電化學作用,通過H2O2產生羥基自由基(•OH)處理有機物的技術。近年來,越來越多的研究者把Fenton試劑同別的處理方法結合起來,如生物處理法、超聲波法、混凝法、沉澱法,活性炭法等。
工作原理及主要特點
芬頓試劑為常用的催化試劑,它是由亞鐵鹽和過氧化物組成,當PH值足夠低時,在亞鐵離子的催化作用下,過氧化氫會分解產生OH˙,從而引發一系列的鏈反應。芬頓試劑在水處理中的作用主要包括對有機物的氧化和混凝兩種作用。
氧化作用:芬頓試劑之所以具有非常高的氧化能力,是因為在Fe2+離子的催化作用下H2O2的分解活化能低(34.9kJ/mol),能夠分解產生羥基自基OH•。同其它一些氧化劑相比,羥基自由基具有更高的氧化電極電位,因而具有很強的氧化性能。芬頓試劑處理難降解有機廢水的影響因素根據上述芬頓試劑反應的機理可知,OH•是氧化有機物的有效因子,而[Fe2+]、[H2O2]、[OH]決定了OH•的產量,因而決定了與有機物反應的程度。
電化學作用:鐵碳和電解質溶液接觸時,形成以鐵碳為兩極的原電池。其中碳極的電位高,為陰極,而鐵極的電位低,為陽極。在廢水中,電化學腐蝕作用可以自動進行。由於Fe2+的不斷生成能有效克服陽極的極化作用,從而促進整個體系的電化學反應,使大量的Fe進入溶液,具有較高化學還原活性。電極反應所產生的新生態,能與溶液中許多組分發生氧化還原反應。同時鐵是活潑金屬,它的還原能力可使某些組分還原為還原態。
過濾吸附及共沉澱作用:由鐵屑和碳粒共同構成的內電解反應柱具有良好的過濾作用,反應生成的膠體不但可以強化過濾吸附作用,而且產生新的膠粒。其中心膠核是許多Fe(OH)聚合而成的有巨大比表面積的不溶性粒子。易於裹挾大量的有害物質,並可和多種金屬發生共沉澱作用,達到去除的目的。
電泳作用:在微原電池周圍電場的作用下,廢水中以膠體狀態存在的污染物可在很短的時問內完成電泳沉積作用。即帶電的膠粒在靜電引力和表面能的作用下,向帶有相反電荷的電極移動,附集並沉積在電極上而得以去除。
Ⅸ 含有苯並比的廢水怎麼處理
苯並芘是抄一種常見的高活性間接致癌物和突變原,存在於煤焦油、各類碳黑和煤、石油等燃燒產生的煙氣、香煙煙霧、汽車尾氣中,以及焦化、煉油、瀝青、塑料等工業污水中。地面水中的BaP除了工業排污外,主要來自洗刷大氣的雨水。儲水槽及管道塗層淋溶。
食品中苯並芘化合物主要來源於:熏烤或高溫烹調時使食品污染苯並芘;食品加工過程中受到有污染;瀝青污染;包轉材料污染;環境污染等。答案參考自環保通。
而針對於含苯並芘的廢水可以採用高級電氧化催化法處理!
Ⅹ 如何去除廢水中的多環芳烴
去除多環芳烴常規的的物理方法有加熱法、混凝沉澱法、吸附法,化學方內法有光氧化和化學葯容劑氧化兩類,以及生化處理法。
多環芳烴是煤,石油,木材,煙草,有機高分子化合物等有機物不完全燃燒時產生的揮發性碳氫化合物,是重要的環境和食品污染物。
分子中含有兩個以上苯環的碳氫化合物,包括萘、蒽、菲、芘等150餘種化合物。有些多環芳烴還含有氮、硫和環戊烷,常見的具有致癌作用的多環芳烴多為四到六環的稠環化合物。
來源:
在自然界中這類化合物存在著生物降解、水解、光作用裂解等消除方式,使得環境中的含量始終有一個動態的平衡,從而保持在一個較低的濃度水平上,但是近些年來,隨著人類生產活動的加劇,破壞了其在環境中的動態平衡,使環境中的PAHs大量的增加。
性質:
多環芳烴大部分是無色或淡黃色的結晶,個別具深色,熔點及沸點較高,蒸氣壓很小,大多不溶於水,易溶於苯類芳香性溶劑中,微溶於其他有機溶劑中,辛醇-水分配系數比較高。多環芳烴大多具有大的共扼體系,因此其溶液具有一定熒光。
感覺這樣的提問沒有什麼意義
不要多想,想多了累