2,4-D农药生产过程中缩合工段废水的处理与资源化

发布时间：2020-06-03 15:11

【摘要】：2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)属于苯氧羧酸类除草剂,其生产工艺中缩合环节会产生大量酸性有机废水,主要包括无机盐,副产物羟基乙酸、中间体苯氧乙酸及原料苯酚等物质。针对江西天宇化工有限公司2,4-D农药生产废水的性质,选择合适的萃取体系,采用络合萃取法对该农药废水进行预处理,提取废水中的苯氧乙酸及苯酚作为原料返回生产工艺,以实现废水的资源化;并通过沉淀法进一步分离废水中的羟基乙酸,大幅度降低废水COD;同时基于相关企业要求,对废水进行深度处理。论文首先结合2,4-D农药生产废水的特点,确定最佳工艺条件,如萃取剂的选择、络合剂的浓度、废水pH、油水比、NaOH浓度以及萃取剂的循环性能等,并根据络合萃取反应热、萃取平衡实验以及反应萃取平衡模型假设,研究萃取剂对苯氧乙酸的络合萃取机理;采用钙盐沉淀法进一步分离废水中的羟基乙酸;通过溶剂热法制备Bi_2MoO_6/Bi_2Ti_2O_7复合材料,并对羟基乙酸模拟废水和实际废水进行光催化降解,同时探讨其光催化反应机理;采用氧化法、吸附法以及综合法对废水进行深度处理。主要研究结果如下:1.采用C110萃取剂对2,4-D农药生产废水进行预处理,在最佳萃取条件下,废水COD降至16000 mg·L~(-1)左右,COD的去除率约为68.8%,以质量分数为20%NaOH溶液为反萃剂,可回收废水中的苯氧乙酸及苯酚并实现萃取剂的再生,苯氧乙酸的络合萃取为放热过程,体系中主要形成萃合比为1:1、1:2及2:1的络合物;2.通过钙盐沉淀法进一步分离废水中的羟基乙酸,当氧化钙投加量为0.04 kg L~(-1),水相pH为1.5,羟基乙酸的去除率达96.1%,此时废水COD为3000 mg·L~(-1)左右;3.通过溶剂热法制备Bi_2MoO_6/Bi_2Ti_2O_7复合材料,并采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(DRS)以及荧光光谱(PL)等对其结构进行表征,将所制备的光催化剂用于羟基乙酸的光催化降解,当复合材料中Bi_2MoO_6与Bi_2Ti_2O_7的摩尔比为2:1(MT2),污染物的初始浓度为30 mg·L~(-1),体系pH为4左右,MT2投加量为60 mg时,经可见光照射150min后羟基乙酸的降解率可达99.9%;并将该材料用于处理实际废水,废水COD降至1500 mg·L~(-1)左右;4.采用Fenton氧化法和吸附-氧化法对2,4-D农药生产废水进行深度处理,废水COD分别为525 mg·L~(-1)和460 mg·L~(-1),COD总去除率达98%以上,均达到企业对废水处理的技术需求。
【图文】：

图２．】苯氧乙酸的标准曲线逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｐｈｅｎｏｘｙａｃｅｔｉｃ邋ａｃｉｄ逡逑结果与讨论逡逑１邋２，４－Ｄ农药生产废水水质分析逡逑２，４－Ｄ农药生产废水来自江西天宇化工厂，废水呈淡黄色，其相关水２．３所示。逡逑表２．３邋２，４－Ｄ农药生产废水水质测定数据逡逑Ｔａｂｌｅ邋２．３邋Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｗａｔｅｒ邋ｑｕａｌｉｔｙ邋ｏｆ邋ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ邋ｆｒｏｍ邋２，４－Ｄ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ逡逑羟基乙酸逦苯氧乙酸逦苯酚逦＋ｕ／ｖ逦密度逦？逦（ｍｇ－Ｌ＂１）逦（ｍｇ－Ｌ＊１）逦（ｍｇ－Ｌ＇１）逦＾逦（ｇｍＬ＇１）逦（２６１６４逦６１８４逦１１５０邋近邋２０％逦１．１１６逦２．３８逦５

在络合萃取过程中，络合剂对目标污染物起主要的萃取作用，而稀释逡逑剂一方面用于调节其密度、粘度等性质，另一方面使萃合物更易溶于有机相中，从而逡逑有利于萃取及分相过程的进行［５（）］。图２．２表明，当Ｘ与Ｙ的体积比为２：３时，ＣＯＤ逡逑去除率高达６８．８％，此时水相中ＣＯＤ为１５９３０邋ｍｇｔ１。逡逑２．２．３．２初始ｐＨ对萃取效果的影响逡逑取６份等体积废水，通过盐酸调节其初始ｐＨ分别为０．１９、０．２４、０．３０、０．３６、０．４５、逡逑０．５５，并按Ｏ／Ｗ＝０．７：ｌ加入Ｘ的体积分数为４０％的Ｃ１１０萃取剂于分液漏斗中，，将其逡逑摇匀后静置４０邋ｍｉｎ，取下层水相测定其ＣＯＤ，以探宄萃取体系初始ｐＨ对２，４－Ｄ农药逡逑生产废水ＣＯＤ去除率的影响，结果见图２．３。逡逑７５逦逡逑７０邋－逡逑■逡逑褂邋６０邋－逦■逦逦逡逑栐逦■■逡逑Ｑ邋５５邋－逡逑0逡逑0逡逑５０邋－逡逑４５邋－逡逑４０邋逦逦逦１逦逦逦１逦．逦１逦逦逦１逦，逦逡逑０．１逦０．２逦０．３逦０．４逦０．５逦０．６逡逑ｐＨ逡逑图２．３废水初始ｐＨ对萃取效果的影响逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ｉｎｉｔｉａｌ邋ｐＨ邋ｏｆ邋ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ邋ｏｎ邋ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ邋ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ逡逑如图２．３所示，随着体系酸度的增加，废水的ＣＯＤ去除效果明显增加，其主要逡逑原因是
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X786

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本文编号：2695002