酚醛縮聚及吸附中和法處理含酚廢水的研究
摘 要:用酚醛縮聚及吸附中和法處理樹脂廠含酚廢水,試驗表明,在加入H2SO4量為廢水量3%的條件下,利用酚醛縮聚法,對質(zhì)量濃度為 1700-2 100 mg/L。的含酚廢水進行處理,可回收酚醛樹脂,使殘余含酚量降至排放標準 0.5 mg/L以下,再用活性炭吸附與工業(yè)生石灰進一步處理,廢水中的甲醛可降至0.9 mg/L。
目前,國內(nèi)外處理樹脂廠含酚廢水的方法主要有:革取法。生化法、液膜法與活性炭吸附法等。革取法處理高濃度含酚廢水,除酚率能達到95%以上,但需多次萃取及反萃取,工藝繁瑣,不適宜工業(yè)推廣;生化法只用于處理低濃度含酚廢水,費用高;液膜法除酚效果雖好,但工藝復雜,操作技術(shù)高,不利于中小型企業(yè)的推廣;活性炭吸附法能夠有效的吸附有機物質(zhì),但解析困難,其再生所需設(shè)備龐大,成本較高。我們從廢水的治理與再利用出發(fā),本著既經(jīng)濟高效又簡便易行的原則,進行了多次實驗,發(fā)現(xiàn)采用酚醛縮聚法及吸附中和相結(jié)合的方法處理含酚廢水,既可回收酚醛樹酯,使廢水酚含量降至排放標準以下,又可使廢水處理到再利用程度。
1 試驗部分
1.1 儀器
主要儀器:721分光光度計。
1.2 試劑
4-氨基安替比林;鹽酸苯肼;甲醛。
1.3 測試方法
4-氨基安替比林比色法測揮發(fā)酚含量;鹽酸苯肼比色法測甲醛含量。
1.4 實驗步驟
1.4.1 取 250 mL原廢水樣(保定某酚醛樹脂廠廢水,酚的質(zhì)量濃度平均為 1900 mg/L,甲醛的質(zhì)量濃度平均為 627 mg/L),置于 500 mL三頸瓶中,加人定量HCHO及濃H2SO4,攪拌,加熱回流數(shù)小時,水樣逐漸由混濁變澄清時,停止加熱,取出樹脂稱重,處理后的殘液冷卻,測其揮發(fā)酚含量。
1.4.2 深度處理:稱取 20 g活性炭,裝人直徑為 8 mm的交換柱中,濾料高度為 250 mm,縮聚后的廢水以 3 mL/min的流速流經(jīng)活性炭柱。取樣,測其揮發(fā)酚和甲醛的含量。
1.4.3 取 100 mL,經(jīng)活性炭吸附后的水樣,用工業(yè)生石灰,調(diào)節(jié)pH值至6-7,過濾。
2 結(jié)果和討論
2.1 反應(yīng)機理
在酸性條件下,苯酚與甲醛反應(yīng)按下式進行,形成直鏈狀酚醛樹脂分子,其結(jié)構(gòu)如下:
這種直鏈結(jié)構(gòu)的熱塑性縮聚物,是脆的半膠質(zhì)體,相對分子質(zhì)量較低,能溶解于丙酮、乙醇及堿性水溶液中。與之比較,在堿性條件下,產(chǎn)生不溶解不熔化的網(wǎng)狀縮聚物,燃燒又不能產(chǎn)生火焰,不可回收利用,造成二次污染。從經(jīng)濟效益上考慮,處理方法酸性條件優(yōu)于堿性條件。
2.2 最佳條件的選擇
2.2.1 反應(yīng)時間對含酚量的影響
按前述實驗步驟,在ρ(酚)為 1900 mg/L的250 mL廢液中加人 0.2 mL HCHO,加 H2SO4量為廢液體積的3%,加熱回流數(shù)小時,結(jié)果見表1。
從表1可以看出,在酸性條件下利用酚醛樹脂縮聚法處理廢水,適當延長反應(yīng)時間,能夠很有效的降低酚含量。從工業(yè)上考慮,由于活性炭解析困難,再生成本高,故能在此步大幅度地降低酚的含量,可提高經(jīng)濟效益。選擇時間為5h。
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