2,4-D高盐农药有机废水电化学组合处理方法的研究

作     者：付祥雪 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林海波

授予年度：2022年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：高盐有机废水 2,4-D 电化学组合方法 资源化 电渗析 

摘      要：2,4-D即2,4-二氯苯氧乙酸是一种苯氧羧酸类除草剂,在世界范围广泛用于去除杂草。但2,4-D生产废水由于具有高浓度、高盐度和组分复杂的特点而很难被处理,其组成包括原料苯酚和2,4-二氯苯酚,副产物乙醇酸和氯化钠以及产物2,4-D,单一废水处理方法几乎不能达到废水处理的标准。因此本文根据2,4-D生产废水水质信息,研究并开发了一种酸析预处理-萃取法-钙盐沉淀法-电渗析法-电化学氧化组合方法处理2,4-D生产废水,结合多种废水处理方式,探究和优化实验参数,达到最佳处理效果。本文主要研究工作如下:(1)废水中酚类物质去除。首先用盐酸调节废水p H为1～3回收部分有机物,分液后采用萃取法进一步分离回收酚类物质。结果表明,采用乙酸乙酯作为萃取剂,p H在1～3之间,油水体积比为1:2时萃取效果最好,其中苯酚萃取率为97.7%,2,4-二氯苯酚萃取率超过99.9%。通过减压蒸馏分离乙酸乙酯重复利用,酚类物质回用生产。(2)废水中乙醇酸去除。采用钙盐沉淀法分离乙醇酸,钙盐与乙醇酸反应会生成乙醇酸钙沉淀。确定最佳条件为:加入氢氧化钙作为钙盐沉淀剂,与乙醇酸以物质的量之比为1:2投加,p H=2.0,磁力搅拌2 h后抽滤,重复一次沉淀反应,此时乙醇酸去除效果最好,滤液中乙醇酸去除率为97.24%。将沉淀烘干后,高效液相色谱检测乙醇酸钙纯度为82%,最后通过酸化配制成70%乙醇酸溶液用作清洗剂,达到分离回收乙醇酸的目的。(3)电渗析脱盐。采用电渗析法脱除废水中高含量的无机盐氯化钠,以电导率评估氯化钠去除程度。脱除的氯化钠经蒸发、浓缩、结晶、干燥后用硝酸银滴定法检测纯度为99.08%,废水中约80%氯化钠被回收。(4)电化学氧化法降解2,4-D废水。研究对比不同电极材料、电流密度、氯化钠浓度和p H等因素对降解效果的影响。确定最佳条件为:选择Ti/Ru-Ti-Sn电极作为工作电极,钛网作为对电极,电流密度为50 m A·cm,p H=1.5,氯化钠浓度为0.10 mol·L时降解2,4-D效果最好,可以去除全部酚类物质和2,4-D。(5)研究结果表明,酸析预处理-萃取法-钙盐沉淀法-电渗析法-电化学氧化组合方法处理2,4-D高盐农药有机废水,不仅能够解决2,4-D生产中高盐、高浓度有机废水难治理问题,而且可以将废水中有机物和无机盐进行回收再利用,经成本核算,回收效益可以抵消废水处理费用并产生一定的盈余。