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煤气化废水是一种有毒的高浓度含酚有机废水,具有水量大,多元酚含量、COD值高,难生化净化等特点,工业上常采用溶剂萃取技术对其进行预处理,以回收废水中对环境污染严重,且有经济价值的酚类物质。
本论文根据煤气化废水的特点,通过比较二异丙醚、乙酸丁酯、EM和磷酸三丁酯等优良脱酚萃取剂对该废水的脱酚效果、溶剂再生方式和COD脱除效果等,最终选择了EM作为煤气化废水的脱酚萃取剂。并研究了温度和pH值等因素对煤气化废水萃取脱酚效果的影响,确定了EM处理煤气化废水的合适温度和pH值。在此基础上,本论文研究了煤气化废水三级错流萃取脱酚的效果,以及四级逆流萃取脱酚的效果,并开发了EM处理煤气化废水的萃取脱酚工艺流程。
液液相平衡关系是萃取过程设计和计算的基础,它决定了被萃取物在萃取过程中的萃取极限。用液液相平衡数据回归的热力学活度系数模型参数,是萃取过程流程模拟计算的必要数据。本论文实验测定了EM-水-苯酚-对苯二酚四元物系的液液相平衡数据,并用NRTL和UNIQUAC活度系数模型对实验数据进行关联,回归得到了该四元物系的二元交互作用参数。运用回归得到的二元交互作用参数,通过比较四级逆流萃取模拟计算结果,与实验室三级错流萃取脱酚的结果可知,可用简化的四元物系EM--水--苯酚一对苯二酚的液液相平衡关系,来描述EM萃取煤气化废水中的酚类物质的液液相平衡关系。
本论文最后对所开发的EM处理煤气化废水的萃取脱酚工艺流程进行流程模拟,以确定了工艺流程中萃取脱酚单元、溶剂回收精馏单元和废水残留溶剂回收汽提单元的操作参数,为煤气化废水萃取脱酚工艺流程的工业化实施提供参考。通过煤气化废水萃取脱酚工艺全流程模拟计算可知,在常压,25℃下,当pH=8.0,相比R=1:6时,经四级逆流萃取,可将废水中的酚含量从5000mg/L左右,降低至300mg/L以下。