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酚醛缩聚及吸附中和法处理含酚废水的研究

中国污水处理工程网 时间:2010-8-31 10:55:22

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摘 要:用酚醛缩聚及吸附中和法处理树脂厂含酚废水,试验表明,在加入H2SO4量为废水量3%的条件下,利用酚醛缩聚法,对质量浓度为 1700-2 100 mg/L。的含酚废水进行处理,可回收酚醛树脂,使残余含酚量降至排放标准 0.5 mg/L以下,再用活性炭吸附与工业生石灰进一步处理,废水中的甲醛可降至0.9 mg/L。

目前,国内外处理树脂厂含酚废水的方法主要有:革取法。生化法、液膜法与活性炭吸附法等。革取法处理高浓度含酚废水,除酚率能达到95%以上,但需多次萃取及反萃取,工艺繁琐,不适宜工业推广;生化法只用于处理低浓度含酚废水,费用高;液膜法除酚效果虽好,但工艺复杂,操作技术高,不利于中小型企业的推广;活性炭吸附法能够有效的吸附有机物质,但解析困难,其再生所需设备庞大,成本较高。我们从废水的治理与再利用出发,本着既经济高效又简便易行的原则,进行了多次实验,发现采用酚醛缩聚法及吸附中和相结合的方法处理含酚废水,既可回收酚醛树酯,使废水酚含量降至排放标准以下,又可使废水处理到再利用程度。

1 试验部分

1.1 仪器
  
主要仪器:721分光光度计。

1.2 试剂
  
4-氨基安替比林;盐酸苯肼;甲醛。

1.3 测试方法
  
4-氨基安替比林比色法测挥发酚含量;盐酸苯肼比色法测甲醛含量。

1.4 实验步骤

1.4.1 取 250 mL原废水样(保定某酚醛树脂厂废水,酚的质量浓度平均为 1900 mg/L,甲醛的质量浓度平均为 627 mg/L),置于 500 mL三颈瓶中,加人定量HCHO及浓H2SO4,搅拌,加热回流数小时,水样逐渐由混浊变澄清时,停止加热,取出树脂称重,处理后的残液冷却,测其挥发酚含量。有含酚废水需要处理的单位,也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。

1.4.2 深度处理:称取 20 g活性炭,装人直径为 8 mm的交换柱中,滤料高度为 250 mm,缩聚后的废水以 3 mL/min的流速流经活性炭柱。取样,测其挥发酚和甲醛的含量。

1.4.3 取 100 mL,经活性炭吸附后的水样,用工业生石灰,调节pH值至6-7,过滤。

2 结果和讨论

2.1 反应机理
  
在酸性条件下,苯酚与甲醛反应按下式进行,形成直链状酚醛树脂分子,其结构如下:
  
这种直链结构的热塑性缩聚物,是脆的半胶质体,相对分子质量较低,能溶解于丙酮、乙醇及碱性水溶液中。与之比较,在碱性条件下,产生不溶解不熔化的网状缩聚物,燃烧又不能产生火焰,不可回收利用,造成二次污染。从经济效益上考虑,处理方法酸性条件优于碱性条件。

2.2 最佳条件的选择

2.2.1 反应时间对含酚量的影响
  
按前述实验步骤,在ρ(酚)为 1900 mg/L的250 mL废液中加人 0.2 mL HCHO,加 H2SO4量为废液体积的3%,加热回流数小时,结果见表1。来源:谷腾水网
  
从表1可以看出,在酸性条件下利用酚醛树脂缩聚法处理废水,适当延长反应时间,能够很有效的降低酚含量。从工业上考虑,由于活性炭解析困难,再生成本高,故能在此步大幅度地降低酚的含量,可提高经济效益。选择时间为5h。

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