从癸二酸工业废水中回收硫酸钠的工艺研究

从癸二酸工业废水中回收硫酸钠的工艺研究

论文摘要

癸二酸是一种重要的有机化工原料,广泛应用于生产聚酰胺工程塑料、耐高温润滑油、耐寒增塑剂、树脂等方面。在目前的工业生产工艺中,每生产1吨癸二酸,需排放约30吨废水,废水中含有的主要成分为硫酸钠、苯酚、癸二酸以及其它一些脂肪酸等。这样的废水直接排放,不仅污染环境,而且也是资源的浪费。因此,本文采用蒸发和吸附相结合的工艺处理废水,以回收其中的硫酸钠作为本文的研究重点,为工业生产提供基础工艺数据。通过实验确定了废水初步处理过程是每1000mL蒸发800mL,浓缩液加硫酸调节为酸性,使pH=2,降温至35℃左右,过滤除去析出的粗癸二酸杂质,得到含硫酸钠的滤液,其COD值约为4800mg/L,溶液颜色发黄,从此滤液可得纯度为98.1%的无水硫酸钠产品,但是产品颜色发黄,有异味,影响质量,所以还要进行后续处理。酸析滤液后续处理比较了Fenton试剂氧化处理、活性炭吸附和NKA-2树脂吸附的效果。采用Fenton氧化法处理酸析滤液,考察反应温度、反应时间、H2O2:FeSO4·7H2O摩尔比和30%H2O2用量对COD去除率的影响,确定最佳操作条件。吸附法考察了静态吸附影响因素:吸附交换时间、温度、溶液pH值和吸附剂用量对COD去除率的影响。通过单因素影响实验,确定了各个影响因素的最佳条件。以活性炭静态吸附处理的效果最好,其最佳条件为:吸附时间:2h;温度:40℃;溶液pH值:2;活性炭用量:10g/150mL酸析滤液。酸析滤液经过活性炭吸附处理以后COD值为830mg/L,COD去除率为83%。从此滤液中可得纯度为99.3%的无水硫酸钠产品,并且所得产品颜色白,无异味,收率为90.0%。动态吸附考察流速的影响,得到低流速有利于动态吸附。利用静态吸附实验测定了平衡浓度和平衡吸附交换量,作出吸附等温线,采用BET模型、Freundlich模型和LangmuirFreundlich模型对等温平衡吸附数据进行拟合,得到了相关模型的参数,其中BET模型最为准确。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 癸二酸的性质及其用途
  • 1.2 癸二酸的工业生产工艺
  • 1.3 癸二酸废水成分分析
  • 1.4 废水处理方法介绍
  • 1.4.1 物化法
  • 1.4.2 化学法
  • 1.5 吸附等温线
  • 1.6 本课题研究的内容及意义
  • 第二章 废水初步处理过程及分析方法
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验试剂与仪器
  • 2.3 苯酚含量的测定
  • 2.3.1 实验原理及方法
  • 2.3.2 标准曲线拟合
  • 2.4 无水硫酸钠纯度的测定方法(重量法)
  • 2.4.1 实验原理
  • 2.4.2 试剂和溶液
  • 2.4.3 实验步骤
  • 2.4.4 实验结果处理
  • 2.5 化学需氧量COD的测定方法
  • 2.6 废水初步处理过程
  • 2.6.1 废水蒸出液量的确定
  • 2.6.2 不同蒸出液体积时苯酚含量的变化
  • 2.6.3 蒸发浓缩液调节pH值的确定
  • 2.6.4 初步处理后回收硫酸钠的纯度及收率
  • 2.7 本章小结
  • 第三章 Fenton试剂氧化与吸附处理
  • 3.1 前言
  • 3.2 实验仪器及试剂
  • 3.3 Fenton试剂氧化处理
  • 3.3.1 Fenton试剂氧化处理过程
  • 3.3.2 Fenton试剂氧化处理的正交实验结果与分析
  • 3.3.3 本节小结
  • 3.4 吸附处理
  • 3.4.1 实验方法
  • 3.4.2 吸附剂的选择
  • 3.4.3 球状活性炭静态吸附影响因素实验
  • 3.4.4 NKA-2 大孔吸附树脂静态吸附影响因素实验
  • 3.4.5 流速对活性炭动态吸附穿透曲线的影响
  • 3.4.6 吸附等温线的测定
  • 3.5 酸析滤液后续处理各种方法的比较
  • 3.6 回收硫酸钠的纯度及收率
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 结论与展望
  • 4.1 结论
  • 4.2 展望
  • 参考文献
  • 附录一 不同蒸出液体积时苯酚含量的变化
  • 附录二 不同吸附剂的吸附效果比较
  • 附录三 静态吸附影响因素数据
  • 附录四 流速对活性炭动态吸附的影响
  • 发表论文和科研情况说明
  • 致谢
  • 相关论文文献

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