酚類化合物屬于芳烴類化合物，是美國(guó)EPA 列出的129 種優(yōu)先控制的污染物之一。由于酚類化合物毒性極大且難以降解，并影響水生生物的生長(zhǎng)和繁殖，污染飲用水水源，因此在我國(guó)也被列為重點(diǎn)解決的有害廢水之一，對(duì)其進(jìn)行處理意義重大。

　　隨著近些年來(lái)建筑業(yè)的發(fā)展，對(duì)建筑陶瓷的需求量也日益增大，僅珠江三角洲的佛山地區(qū)就有 300 余家陶瓷廠，規(guī)模較大的也有100 多家。陶瓷生產(chǎn)行業(yè)廢水排放量大，如一般中小型陶瓷生產(chǎn)企業(yè)廢水量就可達(dá)500~1 000 t/d。水質(zhì)復(fù)雜，且酚濃度高，若不對(duì)其處理就直接排放，勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重污染附近的水環(huán)境。而酚類化合物作為重要的化工原料之一，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、高分子材料等的制備工業(yè)，如果能回收陶瓷生產(chǎn)行業(yè)廢水中的酚，不僅可以減少對(duì)環(huán)境的污染，還使其中有價(jià)值的酚類物質(zhì)變廢為寶。目前國(guó)內(nèi)外用于回收含酚廢水中酚類的方法主要有蒸汽脫酚法、吸附脫酚法和溶劑萃取脫酚法，但這些方法只能部分回收酚。根據(jù)陶瓷行業(yè)燒瓷后余熱溫度較高的特點(diǎn)，本著節(jié)約能源的目的，筆者提出利用燒陶瓷剩下的余熱來(lái)處理廢水的方法，即加入氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)，然后再蒸餾去除并回收廢水中的酚類物質(zhì)。該方法處理流程短、操作簡(jiǎn)單、方便，并可達(dá)到較高的脫酚率和回收率。

　　1 試劑與儀器

　　儀器： UV1102 紫外分光光度計(jì);ET 125 SC 消化機(jī);  D8401-WZ 多功能電動(dòng)攪拌器。

　　試劑：溴化鉀，溴酸鉀，碘化鉀，重鉻酸鉀，硫酸，苯酚，硫酸銀，硫酸汞，六水合硫酸亞鐵銨，試亞鐵靈，五水合硫代硫酸鈉，均為分析純。

　　100 g/L 碘化鉀溶液：稱取50 g 碘化鉀，溶于水中，全部轉(zhuǎn)移至500 mL 棕色容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。

　　溴酸鉀-溴化鉀溶液：0.05 mol/L。稱取2.784 g 溴酸鉀溶于水，加入10 g 溴化鉀，溶解后移入1 L 容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。

　　0.004 167 mol/L 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液： 稱取在 180 ℃烘箱內(nèi)干燥至恒重的純重鉻酸鉀1.225 8 g，溶于水中，全部轉(zhuǎn)移到1 000 mL 容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。

　　0.025 mol/L 硫代硫酸鈉溶液：稱取3.1 g 硫代硫酸鈉溶于煮沸放冷的水中，加入0.2 g 碳酸鈉，稀釋至1 L，臨用前用重鉻酸鉀溶液標(biāo)定。

　　淀粉溶液：稱取1 g 可溶性淀粉，用少量水調(diào)成糊狀，加沸水至100 mL，冷卻，待用。 6 mol/L 鹽酸溶液。

　　實(shí)驗(yàn)用廢水：實(shí)驗(yàn)水樣取自佛山某陶瓷公司水煤氣未處理廢水，有黑色沉淀，水呈褐色，有刺激性臭味，pH 為8~9，酚質(zhì)量濃度11 577 mg/L，COD 為 30 860 mg/L。

　　2 分析方法

　　酚類和氫氧化鈉能發(fā)生反應(yīng)，生成酚鈉。酚鈉為離子晶體，而原酚類為分子晶體。根據(jù)離子晶體的沸點(diǎn)要遠(yuǎn)高于分子晶體的原理，利用蒸餾的方法，蒸去水剩下酚鈉。然后再利用強(qiáng)酸制弱酸的原理，往剩余的廢液中加入鹽酸，從而可以回收酚類物質(zhì)。反應(yīng)如下：

　　按式(1)、式(2)計(jì)算脫酚率與回收率。

　　式中：Q———脫酚率，%;

　　P———回收率，%;

　　m1———蒸出液中酚的質(zhì)量，mg;

　　M———蒸餾前溶液中總酚的質(zhì)量，mg;

　　m2———回收酚的質(zhì)量，mg。

　　使用直接溴化的方法測(cè)定未處理廢水中總酚的含量，測(cè)得廢水總酚質(zhì)量濃度為11 577 mg/L。

　　3 結(jié)果與分析

　　3.1 氫氧化鈉用量對(duì)脫酚率、回收率的影響

　　取25 mL 廢水于250 mL 單孔圓底燒瓶中，加入不同量氫氧化鈉固體，攪拌10 min，進(jìn)行蒸餾，控制蒸出液體積為15 mL，測(cè)定脫酚率。隨后向殘留液中投加適量無(wú)機(jī)酸進(jìn)行溶解，轉(zhuǎn)移至容量瓶?jī)?nèi)定容，測(cè)定酚的回收率。氫氧化鈉投加量對(duì)脫酚率和酚回收率的影響見圖 1。

　　圖 1 氫氧化鈉用量與脫酚率、回收率的關(guān)系

　　從圖 1 可以看出： 氫氧化鈉的投加量直接影響到脫酚率的高低。當(dāng)投加的氫氧化鈉用量<0.45 g 時(shí)，只需添加很少量的氫氧化鈉固體就能大幅度提高脫酚率，說(shuō)明此時(shí)氫氧化鈉的用量不足;當(dāng)加入的氫氧化鈉質(zhì)量增至0.9 g 后，脫酚率基本維持在97% 不變。而由圖 1 還可以看出，隨著氫氧化鈉用量的增加，廢水中酚類物質(zhì)的回收率隨之增大，當(dāng)加入的氫氧化鈉的質(zhì)量約為0.75 g 時(shí)，酚的回收率達(dá)到90%，此后氫氧化鈉用量的增大對(duì)酚類回收率的影響不大。對(duì)于25 mL 廢水，為達(dá)到較高的回收率，氫氧化鈉的用量最好大于0.9 g。綜合考慮氫氧化鈉的用量對(duì)廢水酚類去除率和回收率的影響，對(duì)于25 mL 廢水，選用約0.9 g 氫氧化鈉較為合適，在此用量下，脫酚率可達(dá)到96.44%，酚的回收率可達(dá)到95.12%。

　　3.2 攪拌時(shí)間對(duì)脫酚率的影響

　　往廢水中加入氫氧化鈉固體后進(jìn)行蒸餾來(lái)回收其中的酚類，為使氫氧化鈉溶解并和廢水中酚類物質(zhì)充分發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬头磻?yīng)。氫氧化鈉投加質(zhì)量固定為0.9 g 條件下，攪拌時(shí)間對(duì)脫酚率的影響見圖 2。

　　圖 2 攪拌時(shí)間對(duì)脫酚率的影響

　　由圖 2 可知，當(dāng)向廢水中加入0.9 g 氫氧化鈉，攪拌時(shí)間超過(guò)10 min 后，脫酚率幾乎沒有太大變化。這說(shuō)明攪拌10 min 就可使氫氧化鈉完全溶解，并與廢水中的酚類物質(zhì)充分反應(yīng)生成酚鈉。由此可知，要使氫氧化鈉與廢水中酚類物質(zhì)充分反應(yīng)，攪拌時(shí)間至少需要10 min。

　　3.3 蒸出液體積對(duì)脫酚率的影響

　　在25 mL 水煤氣廢水中加入0.9 g 氫氧化鈉，攪拌10 min 后蒸餾。蒸出液體積不同時(shí)，其對(duì)脫酚率的影響見表 1。

　　從表 1 可知：蒸出液體積<15 mL 時(shí)，餾分中含酚量非常接近。當(dāng)流出液體積>20 mL 后，隨著蒸出液體積的增大，酚類的含量也隨之增大，導(dǎo)致脫酚率降低。為了保證一定的脫酚率和回收率，蒸餾時(shí)蒸出液體積應(yīng)<15 mL。

　　3.4 放大試驗(yàn)

　　在小試基礎(chǔ)上做了放大試驗(yàn)，取2 L 廢水，加入氫氧化鈉固體約75 g，手動(dòng)攪拌約10 min 至氫氧化鈉完全溶解，移取25 mL 處理后廢水進(jìn)行蒸餾，控制蒸出液體積為15 mL，結(jié)果表明，放大試驗(yàn)的脫酚率仍可高達(dá)96.15%，相應(yīng)的回收率達(dá)94.96%，說(shuō)明采用先加氫氧化鈉再蒸餾的處理方法對(duì)陶瓷業(yè)水煤氣廢水的處理效果很好。

　　4 結(jié)論

　　根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)確定了最佳實(shí)驗(yàn)條件： 取25 mL 廢水于250 mL 單孔圓底燒瓶中，投加0.9 g 氫氧化鈉固體，攪拌10 min 后蒸餾，控制蒸出液體積為 15 mL，測(cè)定廢水的酚及COD。隨后向殘留液中投加適量無(wú)機(jī)酸進(jìn)行溶解，轉(zhuǎn)移至容量瓶?jī)?nèi)定容，測(cè)定酚的回收率。處理后廢水蒸出液中酚的質(zhì)量濃度為297.0 mg/L，COD 為1 065.5 mg/L，對(duì)二者的去除率分別為96.44%、96.55%。由此可知，采用加入氫氧化鈉后再進(jìn)行蒸餾的方法，不僅可以大幅度降低水煤氣廢水的含酚量，還可以顯著降低蒸出廢水的 COD。

　　由于含酚廢水對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重，迫切需要高效率、低能耗的處理方法。對(duì)陶瓷業(yè)水煤氣廢水采用先加入氫氧化鈉固體，再利用燒陶瓷剩下的余熱來(lái)蒸餾的方法去除和回收酚類物質(zhì)，不僅降低了廢水中酚的含量，還高效地回收了廢水中的酚類物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了處理污水和增加經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合的雙重功效。(來(lái)源：水博網(wǎng))