摘要：2-萘酚是重要的染料中間體，生產過程中排放大量廢水，嚴重污染環境。 分析 了2-萘酚染料中間體廢水的特徵，綜述了國內外對2-萘酚生產廢水的治理 方法 及 研究 進展。重點介紹了萃取法、樹脂吸附法、化學氧化法等，同時也提及了一些傳統的處理方法，如絮凝法和濃縮法以及特殊處理方法，並對今後的 發展 進行了展望。
關鍵詞：2-萘酚 廢水治理 萃取法 樹脂吸附法 化學氧化法
2-萘酚又稱β-萘酚、乙萘酚，是重要的有機化工原料及染料中間體，主要用於染料、有機顏料、橡膠防老劑以及醫藥和農藥 工業 中[1]。 目前 國內多以精萘為原料，用傳統的磺化鹼熔法生產2-萘酚[2]，生產過程中排放大量廢水。廢水濃度高、毒性大、色澤深、酸鹼緩衝性強、難以生化降解，對人體和環境造成較大的危害。目前2-萘酚生產廢水的治理率和治理合格率都很低，因此治理任務十分艱巨。針對化工行業的這一難題，國內外 科學 工作者開展了一系列的研究工作，尤其是近年來，對這類廢水進行治理和綜合利用取得了較大進展。本文將對2-萘酚生產廢水治理技術進行 總結 ，著重介紹國內外有發展前景的處理技術的開發。
1廢水特徵
2-萘酚生產過程中排出廢水色澤深、酸鹼緩衝性強，高達30000～40000 mg/L，其中含有大量的硫酸鈉、亞硫酸鈉、氯化鈉等無機物(含量高達10%～15%)，以及分離不完全的萘磺酸等有機中間產物。因此，廢水中主要由亞硫酸根及萘磺酸根的氧化引起，尤其含有的高濃度萘磺酸(17～18 g/L)對貢獻最大。此外，由於萘環是由10個碳原子組成的離域的共軛π鍵，結構相當穩定，難以降解。這類廢水的BOD5/極低，可生化性差，且對微生物有毒性，難以用一般生化方法處理[3]。
2治理方法
2.1 絡合萃取法
絡合萃取法的基本原理是胺類化合物特別是叔胺類化合物與帶有磺酸基、羥基等官能團的化合物容易形成絡合物，在鹼性條件下，絡合物又會發生分解反應。因此，可用叔胺類化合物為萃取劑從廢水中絡合萃取帶有磺酸基或羥基的萘系化合物。萃取和反萃取反應式如下：
酸性
RSO3H + NR′3RSO3HNR′3
鹼性
RSO3HNR′3+ NaOH NR′3+ RSO3Na + H2O
絡合萃取法所用萃取劑與有機物間的相互作用比氫鍵作用還要強，實際上是一種酸-鹼相互作用[4]。該法的萃取效率高，而且利用鹼液進行反萃取的效率也高，所以適合於處理毒性大、濃度高、難降解的有機廢水。
何燧源等[5]提出用形成第三相的方法處理2-萘磺酸廢液，經對2-萘磺酸-水-三辛胺（煤油）體系萃取機理的研究發現，在萃取過程中形成了粘度很大、體積很小的第三相，被萃取物2-萘磺酸在第三相中得到高度富集。
合肥工業大學採用絡合萃取的方法處理2-萘酚生產廢水，萃取劑選用三辛胺，稀釋劑為民用煤油或磺化煤油。廢水經過二級萃取後去除率達98%，產生的少量絡合相經NaOH解絡後，上層油相為萃取劑三辛胺，可循環使用；下層濃縮的2-萘磺酸鈉有機物回收使用。二級萃取後水相用H2O2-Fe2+氧化後，可達標排放[6]。
2.2 液膜分離法
張莉等[7]對於易溶於水的磺酸基污染物，採用油包水型(W/O)含流動載體乳狀液膜分離處理技術。將流動載體TOA(三辛胺)溶於油相(煤油)中，在表面活性劑Span80存在下，高速攪拌(3500 r/min)，慢慢加入一定濃度的NaOH溶液，控制油內比Roi(膜相體積比內水相體積)為1∶1.15，連續攪拌3 min製得穩定的白色W/O型乳狀液。將製得的乳狀液分散到主要含1-氨基-8-萘酚、 3，6-二磺酸的有機萘磺酸類廢水中，廢水的為952～58973 mg/L。控制乳水比Rew(乳液體積比料液體積)，在混合萃取器中慢速攪拌(330 r/min)，監控外水相中的pH，過5min後將溶液靜置分層，取水樣分析。將上層乳狀液轉入破乳器，在220 V電壓下破乳，可分離出有機相和內水相，內相溶液中可望回收含1-氨基-8-萘酚、3，6-二磺酸鹽、1-氨基-8-萘酚、4，6-二磺酸鹽等有機混合物。
2.3 樹脂吸附法
李長海等[8]用弱鹼性樹脂處理β-萘磺酸廢水。考察了廢水中硫酸、β-萘磺酸在弱鹼性樹脂Indion860上的吸附與洗脫性能，建立了靜態吸附平衡等溫線和吸附動力學模型。結果表明，Indion860樹脂比其他樹脂有更優的性能，可有效地分離β-萘磺酸廢水，且易於洗脫再生，是一種具有工業 應用 前景的優良樹脂。
周希聖等[9]採用樹脂吸附工藝對這類廢水的治理進行了研究。結果表明，CHA-101大孔吸附樹脂對廢水中的萘磺酸鈉具有一定的吸附效果。萘磺酸鈉質量濃度為10000 mg/L以上時，樹脂的工作吸附量為75 mg/mL左右，2-萘磺酸鈉的去除率可達75%。
許昭怡等[3]在前人工作的基礎上對樹脂進行了改進，研製出性能優良的專用樹脂ND-910，並對該廢水進行治理和資源化研究，效果顯著。深黃色的萘磺酸鈉質量濃度約為16 g/L的原廢水經吸附後，出水接近無色，萘磺酸鈉去除率≥95%；以稀鹼為脫附劑，脫附率≥98%，高濃度洗脫液中萘磺酸鈉的質量濃度高達80～150 g/L，可經濃縮或冷卻析晶回收萘磺酸鈉，低濃度洗脫液可循環套用。經近20批重複試驗和放大試驗，證明ND-910樹脂性能穩定，機械強度好。該方法處理效果好，有顯著的環境效益和 經濟 效益，有望獲得工業應用。
2.4 化學氧化法
2.4.1 臭氧氧化法
臭氧氧化法對水溶性染料、酸性染料、陽離子染料脫色最為有效，用臭氧與無機混凝劑聯用則效果更佳。
台灣 大學[10]採用UV輻射大大提高了臭氧氧化效果，使得水溶液中的2-萘磺酸化合物得以分解。實驗結果對2-萘磺酸化合物的脫除提供了有價值的信息。
西班牙的Rivera-Utrilla[11]對臭氧氧化降解萘磺酸的動力學進行了研究。
2.4.2 催化氧化法
亞鐵-過氧化氫法又稱芬頓試劑法（Fenton’s Reagent），是一種催化氧化法。H2O2是強氧化劑，如果投入少量Fe2+作催化劑，其氧化能力會大大提高，原因是Fe2+能催化H2O2分解產生HO·，HO·是目前已知的在水中氧化能力最強的氧化劑。帶磺酸基團的有機物經芬頓試劑氧化處理後，降低了水溶性，可以提高無機混凝劑的處理效果。
彭書傳等[12]先用FeCl3混凝，再用H2O2-Fe2+法氧化處理2-萘磺酸鈉生產廢水，按每克計H2O2投加量為2.0 g，Fe2+投加量為4.0 g/L，反應時間為60 min，pH為1.5～2.5。在此條件下，去除率達99.6%，色度去除率達95.3%，但其成本相當高。
Fenton試劑氧化法，反應條件苛刻且耗氧化劑量大，經濟和技術上很難實現。
2.5 生物膜反應器法
德國的Reemtsma Thorsten[13]提出用生物膜反應器處理2-萘酚工業廢水，處理後的工業廢水中萘單磺酸全部除去，萘二磺酸除去率約為40%。
2.6 組合工藝
黎澤華等[14]對氧化吹脫-離子交換組合工藝處理2-萘酚生產廢水進行了研究。首先氧化吹脫廢水中的亞硫酸鹽，然後分離富集廢水中萘磺酸鹽並加以回收利用，處理後的廢水可回用為洗滌液和回收硫酸鈉，顯著降低處理費用。在常溫、流速1 BV/h 和正常pH條件下，去除率大於97%，可以回收98%以上的萘磺酸鹽，採用該處理方案可有效處理2-萘酚生產廢水，並可做到中間體回收、水回用，具有較高的經濟和技術可行性。
2.7 傳統方法
2.7.1 絮凝法
日本的Sakaue等[15]提出處理含有染料及染料中間體的廢水的新方法，使用H2O2-Fe(OH)2或FeSO4中和、絮凝和浮選。
Gnatyuk等[16]提出從2-萘酚母液中分離2-萘磺酸的新方法。在10～40 ℃，每立方米母液中通過加入20 L 0.1%～0.5%(如乙烯醇)絮凝劑，可使2-萘磺酸鈉迅速而有效地沉積，此方法優於普通鹽析。
2.7.2 濃縮法
濃縮法是利用某些污染物溶解度較小的特點，將大部分水蒸發使污染物濃縮並分離析出的方法。
如將2-萘酚生產過程中產生的廢水濃縮，由於其中含有的大量Na2SO4和NaCl有鹽析作用，所以會促使2-萘磺酸鈉析出，當廢水被濃縮至體積的一半並冷卻至30 ℃時，其回收率可達50%，進一步濃縮還可回收其中的硫酸鈉[17]。
還有報道[18]在2-萘磺酸生產廢水中加入Na2SO4、Na2SO3，在100～102 ℃下，蒸發濃縮1.5～2 h，冷卻4～5 h，過濾後可得到2-萘磺酸鈉。蒸發濃縮可回收高濃度無機鹽和有機染料中間體，但難以進一步提純和分離中間產物。且該法能耗高，如有廢熱可用或降低能耗，則可以採用該法處理。
唐清提[19]出了回收2-萘酚生產中的硫酸鈉和亞硫酸鈉廢液的方法，有浸沒燃燒法、列管蒸發法、新型薄膜乾燥法、沸騰床噴霧造粒法、噴霧蒸發濃縮法和敞口鍋蒸發濃縮法，將回收的無水硫酸鈉和無水亞硫酸鈉製成硫化鹼，達到廢液回收利用的目的。
2.7.3 其他方法
德國的Topp等[20]提出用鹼金屬處理酚類生產中所產生的廢液。首先用SO2或H2SO4處理廢液，除去沉積的鹽類和酚類化合物，用氧或含氧氣體在180～300 ℃和30～150 bar下氧化母液，結晶過濾除去鹽類後循環使用。
日本的Sato Toshio等[21]提出以鹼熔過程中形成的Na2SO3作為萘磺酸的中和劑循環使用，可降低其在廢水中的含量。
關鍵詞：2-萘酚 廢水治理 萃取法 樹脂吸附法 化學氧化法
2-萘酚又稱β-萘酚、乙萘酚，是重要的有機化工原料及染料中間體，主要用於染料、有機顏料、橡膠防老劑以及醫藥和農藥 工業 中[1]。 目前 國內多以精萘為原料，用傳統的磺化鹼熔法生產2-萘酚[2]，生產過程中排放大量廢水。廢水濃度高、毒性大、色澤深、酸鹼緩衝性強、難以生化降解，對人體和環境造成較大的危害。目前2-萘酚生產廢水的治理率和治理合格率都很低，因此治理任務十分艱巨。針對化工行業的這一難題，國內外 科學 工作者開展了一系列的研究工作，尤其是近年來，對這類廢水進行治理和綜合利用取得了較大進展。本文將對2-萘酚生產廢水治理技術進行 總結 ，著重介紹國內外有發展前景的處理技術的開發。
1廢水特徵
2-萘酚生產過程中排出廢水色澤深、酸鹼緩衝性強，高達30000～40000 mg/L，其中含有大量的硫酸鈉、亞硫酸鈉、氯化鈉等無機物(含量高達10%～15%)，以及分離不完全的萘磺酸等有機中間產物。因此，廢水中主要由亞硫酸根及萘磺酸根的氧化引起，尤其含有的高濃度萘磺酸(17～18 g/L)對貢獻最大。此外，由於萘環是由10個碳原子組成的離域的共軛π鍵，結構相當穩定，難以降解。這類廢水的BOD5/極低，可生化性差，且對微生物有毒性，難以用一般生化方法處理[3]。
2治理方法
2.1 絡合萃取法
絡合萃取法的基本原理是胺類化合物特別是叔胺類化合物與帶有磺酸基、羥基等官能團的化合物容易形成絡合物，在鹼性條件下，絡合物又會發生分解反應。因此，可用叔胺類化合物為萃取劑從廢水中絡合萃取帶有磺酸基或羥基的萘系化合物。萃取和反萃取反應式如下：
酸性
RSO3H + NR′3RSO3HNR′3
鹼性
RSO3HNR′3+ NaOH NR′3+ RSO3Na + H2O
絡合萃取法所用萃取劑與有機物間的相互作用比氫鍵作用還要強，實際上是一種酸-鹼相互作用[4]。該法的萃取效率高，而且利用鹼液進行反萃取的效率也高，所以適合於處理毒性大、濃度高、難降解的有機廢水。
何燧源等[5]提出用形成第三相的方法處理2-萘磺酸廢液，經對2-萘磺酸-水-三辛胺（煤油）體系萃取機理的研究發現，在萃取過程中形成了粘度很大、體積很小的第三相，被萃取物2-萘磺酸在第三相中得到高度富集。
合肥工業大學採用絡合萃取的方法處理2-萘酚生產廢水，萃取劑選用三辛胺，稀釋劑為民用煤油或磺化煤油。廢水經過二級萃取後去除率達98%，產生的少量絡合相經NaOH解絡後，上層油相為萃取劑三辛胺，可循環使用；下層濃縮的2-萘磺酸鈉有機物回收使用。二級萃取後水相用H2O2-Fe2+氧化後，可達標排放[6]。
2.2 液膜分離法
張莉等[7]對於易溶於水的磺酸基污染物，採用油包水型(W/O)含流動載體乳狀液膜分離處理技術。將流動載體TOA(三辛胺)溶於油相(煤油)中，在表面活性劑Span80存在下，高速攪拌(3500 r/min)，慢慢加入一定濃度的NaOH溶液，控制油內比Roi(膜相體積比內水相體積)為1∶1.15，連續攪拌3 min製得穩定的白色W/O型乳狀液。將製得的乳狀液分散到主要含1-氨基-8-萘酚、 3，6-二磺酸的有機萘磺酸類廢水中，廢水的為952～58973 mg/L。控制乳水比Rew(乳液體積比料液體積)，在混合萃取器中慢速攪拌(330 r/min)，監控外水相中的pH，過5min後將溶液靜置分層，取水樣分析。將上層乳狀液轉入破乳器，在220 V電壓下破乳，可分離出有機相和內水相，內相溶液中可望回收含1-氨基-8-萘酚、3，6-二磺酸鹽、1-氨基-8-萘酚、4，6-二磺酸鹽等有機混合物。
2.3 樹脂吸附法
李長海等[8]用弱鹼性樹脂處理β-萘磺酸廢水。考察了廢水中硫酸、β-萘磺酸在弱鹼性樹脂Indion860上的吸附與洗脫性能，建立了靜態吸附平衡等溫線和吸附動力學模型。結果表明，Indion860樹脂比其他樹脂有更優的性能，可有效地分離β-萘磺酸廢水，且易於洗脫再生，是一種具有工業 應用 前景的優良樹脂。
周希聖等[9]採用樹脂吸附工藝對這類廢水的治理進行了研究。結果表明，CHA-101大孔吸附樹脂對廢水中的萘磺酸鈉具有一定的吸附效果。萘磺酸鈉質量濃度為10000 mg/L以上時，樹脂的工作吸附量為75 mg/mL左右，2-萘磺酸鈉的去除率可達75%。
許昭怡等[3]在前人工作的基礎上對樹脂進行了改進，研製出性能優良的專用樹脂ND-910，並對該廢水進行治理和資源化研究，效果顯著。深黃色的萘磺酸鈉質量濃度約為16 g/L的原廢水經吸附後，出水接近無色，萘磺酸鈉去除率≥95%；以稀鹼為脫附劑，脫附率≥98%，高濃度洗脫液中萘磺酸鈉的質量濃度高達80～150 g/L，可經濃縮或冷卻析晶回收萘磺酸鈉，低濃度洗脫液可循環套用。經近20批重複試驗和放大試驗，證明ND-910樹脂性能穩定，機械強度好。該方法處理效果好，有顯著的環境效益和 經濟 效益，有望獲得工業應用。
2.4 化學氧化法
2.4.1 臭氧氧化法
臭氧氧化法對水溶性染料、酸性染料、陽離子染料脫色最為有效，用臭氧與無機混凝劑聯用則效果更佳。
台灣 大學[10]採用UV輻射大大提高了臭氧氧化效果，使得水溶液中的2-萘磺酸化合物得以分解。實驗結果對2-萘磺酸化合物的脫除提供了有價值的信息。
西班牙的Rivera-Utrilla[11]對臭氧氧化降解萘磺酸的動力學進行了研究。
2.4.2 催化氧化法
亞鐵-過氧化氫法又稱芬頓試劑法（Fenton’s Reagent），是一種催化氧化法。H2O2是強氧化劑，如果投入少量Fe2+作催化劑，其氧化能力會大大提高，原因是Fe2+能催化H2O2分解產生HO·，HO·是目前已知的在水中氧化能力最強的氧化劑。帶磺酸基團的有機物經芬頓試劑氧化處理後，降低了水溶性，可以提高無機混凝劑的處理效果。
彭書傳等[12]先用FeCl3混凝，再用H2O2-Fe2+法氧化處理2-萘磺酸鈉生產廢水，按每克計H2O2投加量為2.0 g，Fe2+投加量為4.0 g/L，反應時間為60 min，pH為1.5～2.5。在此條件下，去除率達99.6%，色度去除率達95.3%，但其成本相當高。
Fenton試劑氧化法，反應條件苛刻且耗氧化劑量大，經濟和技術上很難實現。
2.5 生物膜反應器法
德國的Reemtsma Thorsten[13]提出用生物膜反應器處理2-萘酚工業廢水，處理後的工業廢水中萘單磺酸全部除去，萘二磺酸除去率約為40%。
2.6 組合工藝
黎澤華等[14]對氧化吹脫-離子交換組合工藝處理2-萘酚生產廢水進行了研究。首先氧化吹脫廢水中的亞硫酸鹽，然後分離富集廢水中萘磺酸鹽並加以回收利用，處理後的廢水可回用為洗滌液和回收硫酸鈉，顯著降低處理費用。在常溫、流速1 BV/h 和正常pH條件下，去除率大於97%，可以回收98%以上的萘磺酸鹽，採用該處理方案可有效處理2-萘酚生產廢水，並可做到中間體回收、水回用，具有較高的經濟和技術可行性。
2.7 傳統方法
2.7.1 絮凝法
日本的Sakaue等[15]提出處理含有染料及染料中間體的廢水的新方法，使用H2O2-Fe(OH)2或FeSO4中和、絮凝和浮選。
Gnatyuk等[16]提出從2-萘酚母液中分離2-萘磺酸的新方法。在10～40 ℃，每立方米母液中通過加入20 L 0.1%～0.5%(如乙烯醇)絮凝劑，可使2-萘磺酸鈉迅速而有效地沉積，此方法優於普通鹽析。
2.7.2 濃縮法
濃縮法是利用某些污染物溶解度較小的特點，將大部分水蒸發使污染物濃縮並分離析出的方法。
如將2-萘酚生產過程中產生的廢水濃縮，由於其中含有的大量Na2SO4和NaCl有鹽析作用，所以會促使2-萘磺酸鈉析出，當廢水被濃縮至體積的一半並冷卻至30 ℃時，其回收率可達50%，進一步濃縮還可回收其中的硫酸鈉[17]。
還有報道[18]在2-萘磺酸生產廢水中加入Na2SO4、Na2SO3，在100～102 ℃下，蒸發濃縮1.5～2 h，冷卻4～5 h，過濾後可得到2-萘磺酸鈉。蒸發濃縮可回收高濃度無機鹽和有機染料中間體，但難以進一步提純和分離中間產物。且該法能耗高，如有廢熱可用或降低能耗，則可以採用該法處理。
唐清提[19]出了回收2-萘酚生產中的硫酸鈉和亞硫酸鈉廢液的方法，有浸沒燃燒法、列管蒸發法、新型薄膜乾燥法、沸騰床噴霧造粒法、噴霧蒸發濃縮法和敞口鍋蒸發濃縮法，將回收的無水硫酸鈉和無水亞硫酸鈉製成硫化鹼，達到廢液回收利用的目的。
2.7.3 其他方法
德國的Topp等[20]提出用鹼金屬處理酚類生產中所產生的廢液。首先用SO2或H2SO4處理廢液，除去沉積的鹽類和酚類化合物，用氧或含氧氣體在180～300 ℃和30～150 bar下氧化母液，結晶過濾除去鹽類後循環使用。
日本的Sato Toshio等[21]提出以鹼熔過程中形成的Na2SO3作為萘磺酸的中和劑循環使用，可降低其在廢水中的含量。
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