2,4-二氯苯氧乙酸生产过程中氯化工段废水的预处理研究

发布时间：2020-10-20 04:44

　　 2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)是一种使用较为广泛的除草剂,其生产过程中的氯化工段会产生大量含氯酚废水,其中包括苯酚、2-氯酚(2-CP)、4-氯酚(4-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、2,6-二氯酚(2,6-DCP)、2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)等污染物。本文针对该类污染物的特点,选取了络合萃取法、光催化氧化法及纳米零价铁还原技术对其进行预处理,通过优化工艺条件,达到去除含氯酚废水的COD及降低污染物含量的目的,并探究其作用机理,为该技术在实际处理中的应用提供理论依据。1.选择实验室自配的Q165萃取剂,采用络合萃取法对2,4-D生产过程中含氯酚废水进行预处理,确定了络合萃取的最佳工艺条件,考察了再生萃取剂的循环使用效果,同时,选取2,4,6-TCP为研究对象,探讨2,4,6-TCP萃取机理。结果表明:(1)最佳萃取工艺条件下COD的去除率达71%,萃余水相COD为1157.5 mg·L-1;通过高效液相色谱分析废水中酚类化合物的含量均低于0.5 mg·L-1;(2)以NaOH为反萃剂,可回收络合萃取剂,且再生性能良好;(3)2,4,6-TCP萃取过程中主要形成1:1、1:2和2:1三种类型的萃合物,其中1:1型萃合物为主要存在形态。2.通过水热法制备Bi2WO6/NaBiO3光催化剂,对其结构进行一系列的表征。同时,选取废水中四种不同类型的酚类污染物为研究对象,探究了外部实验条件对光催化性能的影响;将催化剂应用于2,4-D生产过程中含氯酚废水的处理,并对光催化降解机理进行了初步探讨,结果表明:(1)光催化氧化降解实验条件:Bi2W06与NaBi03摩尔比为1:10(BNO-10)、溶液pH为5、催化剂投加量为0.5 gL-1;(2)在最佳降解条件下,光照30min后,BNO-10催化剂对初始浓度为50 mg·L-1 的苯酚、2-CP、2,4-DCP 和 2,4,6-TCP 的降解率可达 98%;(3)通过光催化氧化对废水处理,其COD去除率为65%,废水中酚类污染物的去除率均在99%以上,且经高效液相色谱分析废水中的6种酚类化合物的含量均低于0.5 mg·L-1;(4)根据能带理论,BNO-10符合Z-型异质结结构,且在光催化氧化过程中起主导作用的氧化物种为·O2-;3.利用改进液相还原法制备纳米Fe及Fe/Pd双金属复合颗粒,对其结构进行表征,实验通过对五种不同的氯酚类污染物进行还原脱氯研究,还原脱氯过程的动力学及机理进行了初步探讨,同时将纳米双金属复合材料应用于2,4-D生产过程中含氯酚废水的处理。结果表明:(1)当纳米Fe/Pd双金属颗粒的投加量为2.5 g L-1,钯负载率为0.045%和0.16%时,分别对4-CP和2,4-DCP的还原脱氯效果最佳;(2)在最佳实验条件下,五种不同的氯酚还原脱氯研究具有明显的效果,且符合拟一级反应动力学;(3)将Fe/Pd双金属材料应用于2,4-D生产含氯酚废水的还原脱氯研究显示出较好的脱氯效率。
【学位单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X786
【部分图文】：

同的作用效果，因而在农业方面具有广泛应用［９，１（）］。目前，工业上２，４－Ｄ的生产??主要由苯酚与氯乙酸在碱性条件下缩合生成苯氧乙酸，并通过氯气氯化制备，其??生产流程如图１．１所示。其中，在氯化工段产生的大量２，４，－Ｄ生产废水中主要含??有苯酚和氯酚等污染物［１１］。而氯酚分子中因苯环及氯原子的存在，其结构相对??稳定，难以生物降解，且毒性远大于苯酚，对人体和其他生物有很强的致畸、致??癌作用。如若不加治理直接排放对环境会造成极大的危害。??１??

活性较高的自由基（＿〇２？和？ＯＨＷ４８，＃，达到净化水体的作用。以Ｔｉ０２为例，在??光照条件下，可激发光生电子和空穴［５Ｇ，５１］，其催化机理如下方程式（１．２）至（１．６），??反应模拟示意图如图１．２所示。??Ｔｉ０２?＋?ｈｖ?—?ｅ－?＋?ｈ＋?（１．２）??０２?＋?ｅ＇?＾?〇２＂?（１．３）??－０２－?＋?２Ｈ＋—－ＯＨ＋ＯＨ－?（１．４）??ｈ＋＋Ｈ２〇?—?ＯＨ?（１．５）??？?Ｏ２＂?／?？?ＯＨ?／?ｈ＋?＋?ｐｏｌｌｕｔａｎｔ?－＊？?ＣＯ２?＋?Ｈ２Ｏ?（１．６）??７??

图２．１含氯酚废水的ＨＰＬＣ图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ＨＰＬＣ?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ?Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ??取条件的优化??不同萃取剂对萃取效果的影响??验采用的络合剂分别为７３０１、ＴＯＡ及试剂Ｗ，稀释剂分别为正辛醇剂Ｓ，通过配制不同的萃取剂对废水进行处理。其中，萃取体系Ｒ中含和煤油，其体积比分别为３：５：２，萃取体系Ｐ中的三辛胺、正辛醇和４：３，萃取体系Ｑ１６５中络合剂Ｗ与稀释剂Ｓ按体积比为３：７进行配水中加入适量硫酸并调节其初始ｐＨ为４－６，以油水比为０．４：１分别加剂中进行萃取并测定处理后废水ＣＯＤ，结果如表２．８所示。??表２．８三种萃取剂对含氯酚废水的萃取效果??Ｔａｂｌｅ?２．８?Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?Ｔｈｒｅｅ?Ｅｘｔｒａｃｔａｎｔｓ?ｏｎ?Ｈ?Ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ?Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ??系络合剂?稀释剂?萃取现象?ＣＯＤ／ｎｉ＆Ｌ１?ＣＯＤ
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本文编号：2848227