對(duì)位酯是乙基砜型活性染料重要的中間體之一，其全稱(chēng)是對(duì)氨基苯基-β-羥乙基砜硫酸酯。常用的合成對(duì)位酯的方法有乙酰苯胺路線(xiàn)、巰基乙醇路線(xiàn)、硫醚氧化路線(xiàn)、環(huán)氧乙烷路線(xiàn)，其中乙酰苯胺路線(xiàn)是長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)生產(chǎn)對(duì)位酯所采用的主要方法。
乙酰苯胺路線(xiàn)合成對(duì)位酯的具體過(guò)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，最后進(jìn)行硫酸水解酯化反應(yīng)。其第一步氯磺化廢水為高COD、強(qiáng)酸性、色度較淺的廢水，主要COD >
1、實(shí)驗(yàn)原理
廢水中含有大量硫酸，其中的對(duì)乙酰氨基苯磺酸部分水解為乙酸和對(duì)氨基苯磺酸，本實(shí)驗(yàn)中和過(guò)程中放出大量熱，一部分乙酸隨著冷凝水被蒸出，進(jìn)一步促進(jìn)了對(duì)乙酰氨基苯磺酸轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)氨基苯磺酸。對(duì)氨基苯磺酸在強(qiáng)酸和強(qiáng)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(duì)氨基苯磺酸的這一理化特性，回收對(duì)氨基苯磺酸，去除廢水一部分COD，并實(shí)現(xiàn)后續(xù)廢水濃縮液的套用處理。
2、實(shí)驗(yàn)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(dòng)攪拌器(金壇市江南儀器廠(chǎng))。循環(huán)水式真空泵。氯磺化廢水母液(車(chē)間自制)。氧化鎂(重質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%)。活性炭。
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
氯磺化廢水原水水質(zhì)：pH<0.5。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(chēng)取廢水300g(250mL)，開(kāi)啟攪拌，并開(kāi)啟適量真空，緩慢加入氧化鎂，控制體系為沸騰狀態(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(guò)濾，得到濾液。向?yàn)V液中加入活性炭1.5g，在75℃保溫?cái)嚢?.5h，趁熱過(guò)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(guò)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(guò)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)節(jié)上一步濾液pH值至1～1.5，在10℃保溫?cái)嚢?.5h，過(guò)濾，濾餅即為對(duì)氨基苯磺酸，濾液用氧化鎂中和至pH值為7～8，過(guò)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，并套用至下一批次實(shí)驗(yàn)的中和脫色。
3、結(jié)果與討論
3.1 pH值對(duì)COD去除率和對(duì)氨基苯磺酸析出量的影響
由于不同pH值對(duì)對(duì)氨基苯磺酸的析出量和COD的去除率影響很大，且對(duì)氨基苯磺酸水溶液呈現(xiàn)酸性，故在酸性范圍選擇了幾個(gè)pH區(qū)間考察pH值對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響?？紤]到降溫的成本，實(shí)驗(yàn)選擇了酸析時(shí)溫度為10℃，除pH值外其他實(shí)驗(yàn)條件相同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。
由表中可得出pH值在1.0～1.5時(shí)，析出的對(duì)氨基苯磺酸較多，COD去除率較高，故實(shí)驗(yàn)選取酸析過(guò)程pH值為1.0～1.5。
3.2 蒸發(fā)濃縮過(guò)程濃縮液的套用處理
濃縮液重復(fù)處理過(guò)程中廢水水質(zhì)的變化見(jiàn)表2，濃縮液套用次數(shù)對(duì)對(duì)氨基苯磺酸和硫酸鎂的影響見(jiàn)表3。
表2中實(shí)驗(yàn)1，體積為250ml、COD為18339mg/L的原水經(jīng)過(guò)中和蒸發(fā)出水、硫酸鎂結(jié)晶帶出結(jié)晶水、酸析對(duì)氨基苯磺酸帶走COD后，廢水體積變?yōu)?10mL、COD變?yōu)?7655mg/L。對(duì)比實(shí)驗(yàn)前后，單個(gè)批次實(shí)驗(yàn)COD去除率達(dá)58.7%。
由表3可知，隨著套用次數(shù)的增加，回收的硫酸鎂成色逐漸變差。原因是本實(shí)驗(yàn)方法單個(gè)批次的實(shí)驗(yàn)并不能完全去除廢水中的有機(jī)物，導(dǎo)致套用的過(guò)程中有機(jī)物逐漸富集，COD逐漸升高，進(jìn)而導(dǎo)致出鹽的COD逐漸增高，出鹽成色逐漸變差。
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，即實(shí)驗(yàn)7次。結(jié)合表2可知，實(shí)驗(yàn)7次共處理廢水1750mL，實(shí)驗(yàn)7酸析后剩余的廢水體積為167ml、COD為21365mg/L，作其他處理。對(duì)比實(shí)驗(yàn)前后，經(jīng)過(guò)6次套用實(shí)驗(yàn)，廢水的COD去除率達(dá)88.9%。
4、結(jié)語(yǔ)
本實(shí)驗(yàn)方法可作為對(duì)位酯氯磺化廢水一種較合適的預(yù)處理方法，在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，可濃縮套用處理6次，COD去除率達(dá)88.9%，回收的對(duì)氨基苯磺酸純度達(dá)99.7%，硫酸鎂晶型美觀(guān)，COD較低，一定程度上實(shí)現(xiàn)了該廢水的資源化利用。( >
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