對位酯氯磺化廢水處理方法

———對位酯氯磺化廢水處理方法對位酯是乙基砜型活性染料重要的中間體之一，其全稱是對氨基苯基-β-羥乙基砜硫酸酯。常用的合成對位酯的方法有乙酰苯胺路線、巰基乙醇路線、硫醚氧化路線、環(huán)氧乙烷路線，其中乙酰苯胺路線是長期以來我國生產(chǎn)對位酯所采納的主要方法。

乙酰苯胺路線合成對位酯的詳細過程為：以乙酰苯胺為起始原料，先氯磺化，再用亞硫酸鈉還原，再與氯乙醇縮合，最終進行硫酸水解酯化反應(yīng)。其第一步氯磺化廢水為高COD、強酸性、色度較淺的廢水，主要COD來源為乙酸、對氨基苯磺酸、對乙酰氨基苯磺酸等，強酸性主要來源為硫酸。常規(guī)的廢水處理方法如化學(xué)中和法、物理吸附法、光催化氧化法、鐵碳微電解法、生化處理法等處理效果不佳，且處理成本較高。本試驗探究了一種較為合理的處理方法，在處理廢水的同時回收對氨基苯磺酸和硫酸鎂，肯定程度上實現(xiàn)了廢水的資源化利用，降低了成本和后續(xù)的廢水處理負擔(dān)。

1、試驗原理

廢水中含有大量硫酸，其中的對乙酰氨基苯磺酸部分水解為乙酸和對氨基苯磺酸，本試驗中和過程中放出大量熱，一部分乙酸隨著冷凝水被蒸出，進一步促進了對乙酰氨基苯磺酸轉(zhuǎn)變?yōu)閷Π被交撬?。對氨基苯磺酸在強酸和強堿性環(huán)境下為溶解的成鹽狀態(tài)，在特定的pH值條件下，溶解度較低，在冷水中微溶。利用對氨基苯磺酸的這一理化特性，回收對氨基苯磺酸，去除廢水一部分COD，并實現(xiàn)后續(xù)廢水濃縮液的套用處理。

2、試驗部分

2.1主要儀器和試劑

高效液相色譜儀(日本島津公司)。精密增力電動攪拌器(金壇市江南儀器廠)。循環(huán)水式真空泵。氯磺化廢水母液(車間自制)。氧化鎂(重質(zhì)質(zhì)量分數(shù)90%)?；钚蕴?。

2.2試驗方法

氯磺化廢水原水水質(zhì)：pH0.5。COD18339mg/L。SO42-300146mg/L。Cl-8520mg/L。氨氮101mg/L。廢水密度1.21g/cm3。色度較淺。

2.2.1中和脫色

在帶有減壓蒸餾裝置的500mL燒瓶中稱取廢水300g(250mL)，開啟攪拌，并開啟適量真空，緩慢加入氧化鎂，掌握體系為沸騰狀態(tài)，緩慢蒸出水和乙酸。中和至pH值為7.5～8.5，再降溫至75℃，趁熱過濾，得到濾液。向濾液中加入活性炭1.5g，在75℃保溫攪拌0.5h，趁熱過濾，濾液去下一步。

2.2.2冷卻結(jié)晶

將上一步得到濾液緩慢降溫至30℃，過濾，濾餅為含有結(jié)晶水的硫酸鎂。濾液冷凍降溫至10℃，攪拌2h，過濾，濾餅為含有結(jié)晶水的硫酸鎂，濾液去下一步。

2.2.3酸析

用氯磺化廢水原水調(diào)整上一步濾液pH值至1～1.5，在10℃保溫攪拌0.5h，過濾，濾餅即為對氨基苯磺酸，濾液用氧化鎂中和至pH值為7～8，過濾，濾液去濃縮。

2.2.4蒸發(fā)濃縮

將上一步濾液轉(zhuǎn)入250ml燒瓶中，升溫至沸騰，蒸發(fā)濃縮，冷凝出水，濃縮至體系余液體積約60mL，并套用至下一批次試驗的中和脫色。

3、結(jié)果與爭論

3.1pH值對COD去除率和對氨基苯磺酸析出量的影響

由于不同pH值對對氨基苯磺酸的析出量和COD的去除率影響很大，且對氨基苯磺酸水溶液呈現(xiàn)酸性，故在酸性范圍選擇了幾個pH區(qū)間考察pH值對試驗結(jié)果的影響?？紤]到降溫的成本，試驗選擇了酸析時溫度為10℃，除pH值外其他試驗條件相同，試驗結(jié)果見表1。

由表中可得出pH值在1.0～1.5時，析出的對氨基苯磺酸較多，COD去除率較高，故試驗選取酸析過程pH值為1.0～1.5。

3.2蒸發(fā)濃縮過程濃縮液的套用處理

濃縮液重復(fù)處理過程中廢水水質(zhì)的變化見表2，濃縮液套用次數(shù)對對氨基苯磺酸和硫酸鎂的影響見表3。

表2中試驗1，體積為250ml、COD為18339mg/L的原水經(jīng)過中和蒸發(fā)出水、硫酸鎂結(jié)晶帶出結(jié)晶水、酸析對氨基苯磺酸帶走COD后，廢水體積變?yōu)?10mL、COD變?yōu)?7655mg/L。對比試驗前后，單個批次試驗COD去除率達58.7%。

由表3可知，隨著套用次數(shù)的增加，回收的硫酸鎂成色漸漸變差。緣由是本試驗方法單個批次的試驗并不能完全去除廢水中的有機物，導(dǎo)致套用的過程中有機物漸漸富集，COD漸漸上升，進而導(dǎo)致出鹽的COD漸漸增高，出鹽成色漸漸變差。

由表3可知，在保證出鹽COD和成色的前提下，較合適的套用次數(shù)為6次，即試驗7次。結(jié)合表2可知，試驗7次共處理廢水1750mL，試驗7酸析后剩余的廢水體積為167ml、COD為21365mg/L，作其他處理。對比試驗前后，經(jīng)過6次套用試驗，廢水的COD去除率達88.9%。

4、結(jié)語

本試驗方法可作為對位酯氯磺化廢水一種較合適的預(yù)處理方法，在優(yōu)化的試驗條件下，可濃縮套用處理6次，COD去除率達88.9%，回收的對氨基苯磺酸純度達99.7%，硫酸鎂晶型美觀，COD較低，肯定程度上實現(xiàn)了該廢水的資源化利用。

對位酯是乙基砜型活性染料重要的中間體之一，其全稱是對氨基苯基-β-羥乙基砜硫酸酯。常用的合成對位酯的方法有乙酰苯胺路線、巰基乙醇路線、硫醚氧化路線、環(huán)氧乙烷路線，其中乙酰苯胺路線是長期以來我國生產(chǎn)對位酯所采納的主要方法。

乙酰苯胺路線合成對位酯的詳細過程為：以乙酰苯胺為起始原料，先氯磺化，再用亞硫酸鈉還原，再與氯乙醇縮合，最終進行硫酸水解酯化反應(yīng)。其第一步氯磺化廢水為高COD、強酸性、色度較淺的廢水，主要COD來源為乙酸、對氨基苯磺酸、對乙酰氨基苯磺酸等，強酸性主要來源為硫酸。常規(guī)的廢水處理方法如化學(xué)中和法、物理吸附法、光催化氧化法、鐵碳微電解法、生化處理法等處理效果不佳，且處理成本較高。本試驗探究了一種較為合理的處理方法，在處理廢水的同時回收對氨基苯磺酸和硫酸鎂，肯定程度上實現(xiàn)了廢水的資源化利用，降低了成本和后續(xù)的廢水處理負擔(dān)。

1、試驗原理

廢水中含有大量硫酸，其中的對乙酰氨基苯磺酸部分水解為乙酸和對氨基苯磺酸，本試驗中和過程中放出大量熱，一部分乙酸隨著冷凝水被蒸出，進一步促進了對乙酰氨基苯磺酸轉(zhuǎn)變?yōu)閷Π被交撬帷Π被交撬嵩趶娝岷蛷妷A性環(huán)境下為溶解的成鹽狀態(tài)，在特定的pH值條件下，溶解度較低，在冷水中微溶。利用對氨基苯磺酸的這一理化特性，回收對氨基苯磺酸，去除廢水一部分COD，并實現(xiàn)后續(xù)廢水濃縮液的套用處理。

2、試驗部分

2.1主要儀器和試劑

高效液相色譜儀(日本島津公司)。精密增力電動攪拌器(金壇市江南儀器廠)。循環(huán)水式真空泵。氯磺化廢水母液(車間自制)。氧化鎂(重質(zhì)質(zhì)量分數(shù)90%)?；钚蕴?。

2.2試驗方法

氯磺化廢水原水水質(zhì)：pH0.5。COD18339mg/L。SO42-300146mg/L。Cl-8520mg/L。氨氮101mg/L。廢水密度1.21g/cm3。色度較淺。

2.2.1中和脫色

在帶有減壓蒸餾裝置的500mL燒瓶中稱取廢水300g(250mL)，開啟攪拌，并開啟適量真空，緩慢加入氧化鎂，掌握體系為沸騰狀態(tài)，緩慢蒸出水和乙酸。中和至pH值為7.5～8.5，再降溫至75℃，趁熱過濾，得到濾液。向濾液中加入活性炭1.5g，在75℃保溫攪拌0.5h，趁熱過濾，濾液去下一步。

2.2.2冷卻結(jié)晶

將上一步得到濾液緩慢降溫至30℃，過濾，濾餅為含有結(jié)晶水的硫酸鎂。濾液冷凍降溫至10℃，攪拌2h，過濾，濾餅為含有結(jié)晶水的硫酸鎂，濾液去下一步。

2.2.3酸析

用氯磺化廢水原水調(diào)整上一步濾液pH值至1～1.5，在10℃保溫攪拌0.5h，過濾，濾餅即為對氨基苯磺酸，濾液用氧化鎂中和至pH值為7～8，過濾，濾液去濃縮。

2.2.4蒸發(fā)濃縮

將上一步濾液轉(zhuǎn)入250ml燒瓶中，升溫至沸騰，蒸發(fā)濃縮，冷凝出水，濃縮至體系余液體積約60mL，并套用至下一批次試驗的中和脫色。

3、結(jié)果與爭論

3.1pH值對COD去除率和對氨基苯磺酸析出量的影響

由于不同pH值對對氨基苯磺酸的析出量和COD的去除率影響很大，且對氨基苯磺酸水溶液呈現(xiàn)酸性，故在酸性范圍選擇了幾個pH區(qū)間考察pH值對試驗結(jié)果的影響。考慮到降溫的成本，試驗選擇了酸析時溫度為10℃，除pH值外其他試驗條件相同，試驗結(jié)果見表1。

由表中可得出pH值在1.0～1.5時，析出的對氨基苯磺酸較多，COD去除率較高，故試驗選取酸析過程pH值為1.0～1.5。

3.2蒸發(fā)濃縮過程濃縮液的套用處理

濃縮液重復(fù)處理過程中廢水水質(zhì)的變化見表2，濃縮液套用次數(shù)對對氨基苯磺酸和硫酸鎂的影響見表3。

表2中試驗1，體積為250ml、COD為18339mg/L的原水經(jīng)過中和蒸發(fā)出水、硫酸鎂結(jié)晶帶出結(jié)晶水、酸析對氨基苯磺酸帶走COD后，廢水體積變?yōu)?10mL、COD變?yōu)?7655mg/L。對比試驗前后，單個批次試驗COD去除率達58.7%。

由表3可知，隨著套用次數(shù)的增加，回收的硫酸鎂成色漸漸變差。緣由是本試驗方法單個批次的試驗并不能完全去除廢水中的有機物，導(dǎo)致套用的過程中有機物漸漸富集，COD漸漸上升，進而導(dǎo)致出鹽的COD漸漸增高，出鹽成色漸漸變差。

由表3可知，在保證出鹽COD和成色的前提下，較合適的套用次數(shù)為6次，即試驗7次。結(jié)合表2可知，試驗7次共處理廢水1750mL，試驗7酸析后剩余的廢水體積為16