煤化工废水属于难降解有机工业废水，含有大量酚、苯类化合物、氰、氨氮等有毒、有害物质，难以生物降解。其中，酚类化合物具有毒性大、难降解等特征，是重要的有机污染物之一，且具有回收利用价值。挥发酚是GB8978—1996《污水综合排放标准》中规定的第二类污染物质，一、二级排放限值均为0.5mg/L。针对大量含酚煤化工废水，国内外采用的处理技术包括生化降解法、热分解法、吸附法、膜分离法和液-液萃取法等，其中，对于酚的质量浓度在1000mg/L以上的废水，溶剂萃取法是常见的工业高浓度含酚废水预处理方法之一，酚类在萃取中不易造成二次污染。传统萃取剂N，N-二（1-甲基庚基）乙酰胺、粗苯等易有二次污染、成本高、萃取效率较低等缺点，为了提高萃取工艺的安全性，非常需要开发绿色环保的新型萃取剂。生物柴油是以油料作物(大豆、油菜、棕榈等）、野生油料植物、水生植物油脂(工程微藻）、动物油脂、餐饮垃圾油等为原料，通过酯交换或热化学工艺制成的再生性柴油燃料。生物柴油的主要成分为脂肪酸单酯类物质，几乎可以完全被生物降解，是一种环境友好型有机溶剂。本研究采用生物柴油对煤化工废水进行萃取脱酚处理，通过比较萃取过程中的相比（油水比）、萃取温度、PH值、振荡强度、萃取时间、萃取级数对萃取效果的影响，优化生物柴油的萃取除酚工艺。
1、材料与方法
1.1 试验材料
试剂：生物柴油（自制）；4-氨基安替比林，氯化铵，氢氧化钠，硫酸，氨水，均为分析纯。
废水来自于陕西煤化工集团的煤气化废水，具体水质如表1所示。
1.2 试验方法
在250mL锥形瓶中加人100mL废水和适量萃取剂，调节pH值，放人恒温振荡器中振荡，程序结束后将液体倒人分液漏斗，静置0.5h等待分层。取出下层水相，测定水样挥发酚、CODcr、氨氮浓度。单因素影响试验分别考察了相比、pH值、萃取时间、振荡强度、萃取温度、萃取级数等条件对萃取效果的影响。
萃取后的有机相被收集进行反萃取试验，有机相和一定浓度的NaOH溶液以1:1的体积比混合，放人恒温振荡器中振荡，程序结束后倒人分液漏斗静置分层。经过反萃后的生物柴油重新作为萃取剂对含酚废水进行处理，并将其萃取效果与初次使用的生物柴油进行对比，确定较优的反萃取条件。
经过反萃取的生物柴油被反复使用，测定水样挥发酚、CODcr、氨氮等指标的去除效果，检验生物柴油是否适合多次利用。
1.3 分析方法
废水中挥发酚采用4-氨基安替比林分光光度法进行测定；氨氮、CODcr浓度采用COD快速测定仪测定。
2、结果与讨论
2.1 相比对萃取效果的影响
在萃取温度为20℃，振荡强度为150r/min，pH值为1.80，萃取时间为30min的条件下，考察不同相比对生物柴油萃取煤化工含酚废水效果的影响，萃取结果如图1所示。
由图1可知，相比的变化对废水的萃取效果影响较大，是一个很重要的操作参数。随着相比的降低，生物柴油用量的减少使得萃取效率明显下降，水样颜色变深，水样中挥发酚的残留量越来越高，CODcr去除率明显降低。萃取剂对废水中氨氮的去除效果不明显，去除率均在10%以下。脱酚率的减少是因为随着相比的降低，萃取剂中挥发酚已经超出了其大饱和度，而试验所用废水含酚量较高，所以应适当提高萃取剂的比例，酚类物质的萃取效率才会随之提高，这与试验现象一致。且相比越大，所需萃取剂用量越多，则能耗越高，而相比1：1与相比1：2的情况下挥发酚的去除率差距不明显。从除酚后水中剩余挥发酚浓度与萃取剂成本等各个方面的综合考虑，终决定相比选取为1：2。
2.2 PH值对萃取效果的影响
在萃取温度为30℃，振荡强度为150r/min，相比为1：2,萃取时间为30min的条件下，考察PH值对生物柴油萃取含酚废水效果的影响，萃取结果如图2所示。
由图2可知，随酸度逐步增加，挥发酚去除效果明显增强，当PH值小于7时的萃取效果较好，这是因为酚类物质属于弱酸，在水中会发生微弱的电离，在酸性条件下几乎不发生电离，是以分子形态存在于水样中，萃取时被萃取溶质以分子形态进人有机相中。而PH值大于7的碱性条件下的酚类发生电离，主要是以酚钠盐的形式存在于水中，酚钠盐负离子基团的亲水性增强，此时要去除挥发酚比较困难，所以PH值较高时的萃取效率显著降低。氨氮去除率随酸性减弱而增大，这是因为碱性条件有利于促使晕匀源垣转化为游离氨，从而增大氨氮去除率，虽然酸性条件下对氨氮去除效果不理想，但本文主要考虑萃取剂对挥发酚的去除效果。PH值为1.80时对挥发酚的去除率明显比PH值为2.22时高，且当PH值到1.80之后，脱酚率基本不变，保持在90%左右，因此PH值调节为1.80。
2.3 萃取时间对萃取效果的影响
在萃取温度为30℃，振荡强度为150r/min，相比为1:2，pH值为1.80的条件下，考察萃取时间对生物柴油萃取含酚废水效果的影响，萃取结果如图3所示。
由图3可知，随着萃取时间延长，油相与水相接触越均匀，挥发酚、CODcr及氨氮去除率均逐渐增大。30min后挥发酚去除率基本保持不变，此后CODcr和氨氮去除率增加缓慢至基本不变，因为随着时间的不断延长，系统逐渐达到平衡状态。30min时生物柴油对废水已充分萃取，且萃取时间决定了萃取装置的大小，所以综合考虑，萃取时间优化为30min。