摘要：研究通过络合萃取及吸附工艺对含酚废水进行处理，探究含酚废水处理的最优条件。通过络合萃取对高浓度含酚废水进行处理，萃取剂和稀释剂分别为磷酸三丁酯和正辛醇后对木屑进行改性处理，制备木屑纤维素，并以此作为吸附剂进行苯酚吸附实验。实验显示优化废水处理工艺后，废水在不同初始苯酚浓度下去除率优异，处理含酚废水后，总去除率接近100%，且保有较高的苯酚回收率，实现了高效净化和资源利用，为含酚废水高效处理提供了有效途径。

　　关键词：含酚废水处理；萃取工艺；苯酚去除

　　0引言

　　随着工业化进程加快及城市化建设快速发展，各种工业废水排放量显著增加，尤其是含酚废水。酚类化合物因其毒性强、生物降解难、持久性强等特点，一直是环境污染的主要源头之一。含酚废水对环境与生态造成的破坏是无法忽视的。因此，高效、环保的含酚废水处理技术已成为当今环保科技研究的一大热点。现有的含酚废水处理技术众多，然而，它们普遍存在处理效率低、对酚的去除率不高、操作复杂、需要大量的能源和化学药剂等缺点。因此，寻找一种既高效又环保的处理方法，已经成为行业的紧迫需求。吸附-络合萃取法因其降低污染物含量、提供回收利用的可能性等优点，被誉为一种有应用前景的处理技术。然而，工程运用中仍缺乏其最佳工艺参数确定的科学依据。为解决处理效率与环保性能之间的矛盾，填补吸附-络合萃取法在含酚废水处理上的应用空白，探究基于吸附-络合萃取的含酚废水处理与最优工艺条件。此工作旨在通过改良吸附-络合萃取法，确定最佳工艺条件，实现对含酚废水的高效、环保处理，对行业产生积极的推动作用。

　　1仪器设备及试剂材料

　　实验所需的主要仪器设备包括紫外一可见分光光度计，为北京瑞利分析仪器有限公司生产，型号为UV-9200；恒温水浴振荡器为哈尔滨市东明医疗仪器厂生产，型号为HZQ-C；电热恒温鼓风干燥箱的型号为DHG-9123A，上海精宏实验设备有限公司生产；萃取一反萃实验装置型号为ZX-100，由南京工业大学定制。配套辅助设备如比表面积测定仪，型号SA-3100；电动搅拌器，型号DW-1-60W，由河南一恒仪器有限公司生产。每项试剂与设备均确保符合实验要求与标准，保证研究过程中各项测定的精确性与有效性。

　　实验所选用试剂均为分析纯，其中主要试剂中，苯酚由国家标准物质研究中心供应，氢氧化钠及硫酸铜由江苏金坛县试剂厂提供，一氨基安替比林和铁氰化钾均采购自天津市博迪化工有限公司。此外，所涉甲醇、无水乙醇等溶剂，均由宜兴市第二化学试剂厂生产，确保试验过程中试剂的纯度和稳定性。实验中使用的标准溶液，包括苯酚、正辛醇和磷酸三丁酷等，均储存在密封性良好的棕色玻璃瓶内，避免光照和空气的影响，保持试剂的稳定性。特别是氯化铵和硫酸亚铁等易吸湿试剂，于干燥器中保存，以避免其受潮引起性质改变。

　　2实验过程

　　2.1苯酚回收处理

　　在进行络合萃取时，针对高浓度含酚废水的处理，实验选择采用磷酸三丁酷作为主要的萃取剂，并以正辛醇作为稀释剂，构建油相体系，稀释剂配置浓度以5%增加，最低为30%，最高浓度为55%。实验通过单因素分析法，确定萃取剂浓度、平衡时间、pH值、相比及萃取温度的变化对于萃取效率的影响，进而确定最佳工艺条件。

　　2.2木屑纤维素制备处理

　　以CTA为改性剂对木屑进行碱化处理，将木屑分成两部分置于含有确定量氢氧化钠溶液的容器中搅拌1 h，氢氧化钠质量分数为30%，随后用大量蒸馏水清洗至pH中性，并在85℃下烘干获得碱纤维素。

　　2.3苯酚吸附实验

　　将制备得到的碱纤维素作为吸附剂进行苯酚吸附实验，其中，吸附率以公式（1）计算：

　　式中：X为吸附率；A为原液浓度；B为吸附后浓度。吸附容量D以公式（2）计算：

　　式中：T为吸附剂用量；S为溶液体积。

　　2.4含酚废水处理工艺

　　对于处理含酚废水的工艺，首先进行除氟处理以进行初步净化。随后，经过预处理的废水被引入萃取塔。在萃取塔中，废水接触40%浓度的TBP萃取剂，并在维持pH值为6.0、油水比为2.0的条件下进行60 min的萃取反应，全程均在恒定的室温下进行。之后含酚废水进入反萃阶段，此时废水中的苯酚在相比为1.0的汽液分离下进行反萃，利用3%的氢氧化钠溶液作为反萃剂，经过60 min的反萃反应，有效回收废水中的苯酚。最后一步是吸附处理过程。在此阶段，废水被送入调节池，添加3.0 g的吸附剂并调整pH至8.0，然后在室温下进行90 min的浸泡时间以最大限度地吸附废水中的杂质，对含酚废水进行高效地处理并达到出水标准。

　　2.5废水处理后苯酚浓度测试

　　针对水相及有机相中的苯酚浓度的测定，实验采用挥发酚的测定法，同时结合物料平衡的计算方法来测定有机相中的苯酚浓度。根据挥发酚的浓度大小，采取两种不同的测定方式：

　　面对高浓度挥发酚，当苯酚质量浓度不低于6 mg/L时，实验选择蒸馏后溴化容量法。针对饮用水、地表水或地下水样品中挥发酚的质量浓度范围在0.002~6 mg/L的情况，应用直接光度法进行测定。当苯酚质量浓度低于0.5 mg/L，建议使用氯仿萃取法提升测量的灵敏度；若苯酚质量浓度超过0.5 mg/L，应采取直接的分光光度法进行测定，这可以准确地测量高浓度的苯酚含量。

　　3结果与讨论

　　研究分析萃取实验，从萃取剂浓度、平衡时间以及pH值等进行分析。具体萃取率对比如图1所示。

　　由图1可知，当萃取剂浓度不断上升时，萃取率同样上升，并且当萃取剂的浓度达到40%以上时，萃取率逐渐趋于稳定，且萃取率超过99%，再增多萃取剂浓度将增加额外经济投入。在图1-2中，随着萃取时间不断上升，萃取率从99.24%不断提高，最终萃取率在99.42%以内达到收敛状态，且当萃取时间达到60 min后，萃取率提升不再显著，且萃取率达到99.31%，因此选择最优萃取时间为60 min。在图1-3中，随着pH不断审稿，萃取率与pH值呈现反比，当pH值超过6时，萃取率下降明显，当pH值达到12时萃取率已经低于40%，因此选择最优pH值为6。从图1-4的相比对萃取率的影响来看，随着相比不断增大，萃取率呈现上升趋势，当相比超过2时，萃取效率已经超过99%。

　　总的来说，结合不同方面对萃取率的影响，选择40%浓度萃取率，振荡时间为60 min，pH值为6且相比为2。废水中，苯酚浓度对于萃取率的影响见表1。

　　从表1可以看出，在初始苯酚质量浓度为3200mg/L的条件下，经过一级萃取后，苯酚的质量浓度降至14.4 mg/L，萃取率达到99.55%，在二级萃取后，进一步降低至1.5 mg/L，二级萃取率达到89.6%。可以观察到，即使在较低初始浓度下，一级和二级萃取过程仍能显著降低苯酚浓度。当提高初始苯酚质量浓度至8 200 mg/L，一级萃取后的苯酚质量浓度增长至78.2 mg/L，萃取率为98.95%，二级萃取后的苯酚质量浓度降低至4.2 mg/L，萃取率则提升至94.6%。这一结果反映出，随着初始浓度的提高，萃取过程的效率相应下降。在处理初始质量浓度，达到10 000 mg/L的苯酚废水时，一级萃取过程使苯酚质量浓度下降至116 mg/L，对应的萃取率为98.90%。二级萃取后，苯酚质量浓度进一步降低至4.5 mg/L，且萃取率提升至96.1%。

　　总的来说，在一级和二级萃取过程中，浓度下降和萃取率提升的趋势显著，表明此萃取技术对于含酚废水的处理效果良好。尤其在处理较高初始浓度的苯酚废水，如8 200 mg/L和10 000 mg/L时，二级萃取可显著提高其处理效率，表现出较高的苯酚去除率。实际含酚废水处理结果见表2。

　　表2为不同渠道的进水水质，进行废水处理结果，可以看出，进水水质的含酚废水原始质量浓度范围在3 089~2 960 mg/L之间。在萃取工序之后，处理的废水流入萃余相，此时的水质表现为萃余相水质，其在各测试点处在18.6～21.1 mg/L的低水平。萃取工序对于苯酚的处理效果非常显著，其萃取率都维持在99.3%以上，表现出优异的去除效果。处理的废水进入下一个处理工序-吸附过程之后，其苯酚质量浓度进一步降低，其数值在0.4～0.48 mg/L之间波动，证明了吸附工序对于苯酚浓度的进一步减小发挥了重要作用。这个阶段的吸附率也表现出色，数据在97.72%～97.92%之间，显示了吸附工序的极高效率。在整个处理过程结束后，得出的总去除率都在99.98%左右，几乎所有的苯酚都被有效去除；同时，能够保持较好的苯酚回收率，约在93.8%～94.0%间，说明在减少废水污染的同时，也实现了资源的合理利用和回收。

　　总的来说，这些数据充分显示了废水处理过程中萃取和吸附两个核心工序的良好效果，为实现高效净化含酚废水提供了有力保障。

　　4结语

　　本研究立足于含酚废水的高效环保处理，改良吸附-络合萃取法被用以探索最优化工艺条件。通过对萃取剂磷酸三丁酯和稀释剂正辛醇的浓度、平衡时间、pH值和油水比进行调整，实验确定了最佳萃取参数，萃取剂浓度40%、平衡时间为60 min、pH值为6、油水比为2。这一调整使得高浓度含酚废水的处理效率显著提高，处理后废水苯酚去除率达到99%以上。在吸附阶段，改性木屑纤维素的开发及应用实现了对苯酚的高效吸附。在实践应用中，处理后总去除率接近100%，并保有较高的苯酚回收率。这一成果不仅凸显了萃取与吸附相结合的垃圾水处理技术的高效性，也展现了其在实际环境下的应用潜能。

　　尽管研究成效显著，但在工艺的进一步优化，以及对萃取剂和吸附剂的深入研究上仍具有发展空间。未来工作中，还需考量实际生产条件对参数优化的影响，同时，拓展此技术在其他类型污染物处理上的效率及经济性评估也是研究的重要方向。

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