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《酚醛縮聚及吸附中和法處理含酚廢水的研究的論文》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、酚醛縮聚及吸附中和法處理含酚廢水的研究的論文摘要: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1700-2100mg/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0.5mg/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0.9mg/l。關(guān)鍵詞:酚醛縮聚中和含酚廢水 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
2、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(fù)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
3、基安替比林比色法測揮發(fā)酚含量[1];鹽酸苯肼比色法測甲醛含量[2]。1.4實驗步驟1.4.1取250ml原廢水樣(保定某酚醛樹脂廠廢水,酚的質(zhì)量濃度平均為1900mg/l,甲醛的質(zhì)量濃度平均為627mg/l),置于500ml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20g活性炭,裝人直徑為8mm的交換柱中,濾料高度為250mm,縮聚后的廢水以3ml/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、4.3取100ml,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1900mg/l
5、的250ml廢液中加人0.2mlhcho,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(dāng)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。表1反應(yīng)時間對合酚量的影響表2酸性催化劑用量對含酚量的影響廢水中加人不同體積的甲醛實驗,結(jié)果見表3。表3甲醛加入量與含酚量的關(guān)系廢水中含酚量降至0.32mg/l,也就是說,當(dāng)溶液中酚與醛的物質(zhì)的量比為1:1.48以上時,均可使處
6、理后廢水中酚含量降至0.5mg/l以下。從除酚效果及回收酚醛樹脂量考慮,在含酚量1900mg/l的廢水250ml中加人0.20ml甲醛為宜。2.2.4催化劑及hcho加人方式的選擇 在實驗中,我們對酸性催化劑(濃h2so4)加人方式進行了探索。實驗表明,濃h2so4。不宜一次加人,這與產(chǎn)生的酚醛樹脂的性質(zhì)有一定的關(guān)系。因為一次加人濃h2so4,放熱多,反應(yīng)過于劇烈,產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量變大,影響其熱塑性樹脂的生成。故我們建議,在反應(yīng)中加入酸性催化劑應(yīng)在有攪拌裝置的反應(yīng)器中逐滴加入為佳。為了達到更好的去酚效果,我們對何時加人hcho也進行
7、了摸索。實驗表明,反應(yīng)進行2h冷卻后加人hcho,產(chǎn)生的樹脂性能上有所改善,但工藝繁瑣,從經(jīng)濟效益和實際情況考慮,我們選擇反應(yīng)滴加hcho為宜。2.3吸附中和法進行后處理 廢水經(jīng)酚醛縮聚后,含酚量已降至國家排放標準0.5mg/l以下,但hcho含量仍較高,且有一定的刺激性氣味,需用活性炭吸附廢液中殘余的揮發(fā)酚與甲醛,同時使氣味降至極微。用20g活性炭處理2500ml酚的質(zhì)量濃度為0.4mg/l的廢水,流出液中含酚量未檢出,甲醛的質(zhì)量濃度降到0.9mg/l?! ≡诳s聚過程中,由于使用了酸性催化劑,使溶液酸性增強,用工業(yè)生石灰中和廢液,調(diào)
8、節(jié)ph值為6-7,過濾使之符合國家排放標準。同時經(jīng)以上深度處理后,廢水也可供樹脂廠再利用。3結(jié)論 ?、僭谒嵝詶l件下利用酚醛縮聚法對中等濃度的含酚廢水進行處理,除酚率高達99.9%以上,使廢水中揮發(fā)酚的含量降