【正文】 ........................................................................................................................14 藥劑 .................................................................................................................................................15 試驗(yàn)方法 .........................................................................................................................................15 預(yù)實(shí)驗(yàn) ...............................................................................................................................................15 實(shí)驗(yàn)情況與現(xiàn)象說明 ........................................................................................................................16“二步縮合”正交試驗(yàn) .....................................................................................................................17 第一步縮合 .....................................................................................................................................17 第二步縮合 .....................................................................................................................................215 經(jīng)濟(jì)效益分析 ......................................................................................................................................236 結(jié)論與建議 ..........................................................................................................................................24 結(jié)論 ....................................................................................................................................................24 建議 ....................................................................................................................................................25致謝 ..........................................................................................................................................................25參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................................261 引言 課題來源酚醛樹脂是由酚類(如苯酚、甲酚、二甲酚和壬酚等)和醛類(如甲醛、乙醛和糖醛等) 在酸或堿的催化作用下合成的, 其生產(chǎn)過程中排出的廢水含有較高濃度的酚類、醛類 ,并且還含有大量醇類、酸類等有毒物 ,處理難度大。 “兩步縮合”試驗(yàn)只進(jìn)行了第一步的反應(yīng)，COD 的去除率能達(dá)到 ％，甲醛的去除率保持在 3040％之間，揮發(fā)酚的去除率在 4060％之間。通過尋求正交實(shí)驗(yàn)影響因素以及各因素反應(yīng)的水平值，最終確定為四因素三水平正交，共做 9 組實(shí)驗(yàn)。 本試驗(yàn)所處理的廢水為焦作市某膠粘劑廠生產(chǎn)改性酚醛樹脂的生產(chǎn)廢水，生產(chǎn)中排放 2 t/d 左右的廢水。摘 要 酚醛樹脂是由酚類(如苯酚、甲酚、二甲酚和壬酚等)和醛類(如甲醛、乙醛和糖醛等)在酸或堿的催化作用下合成的, 其生產(chǎn)過程中排出的廢水含有較高濃度的酚類、醛類 ,并且還含有大量醇類、酸類等有毒物 ,處理難度大。高濃度含酚醛廢水需采用萃取、化學(xué)氧化、吸附、縮合等預(yù)處理降低有毒有害物的毒性和濃度后才可生化處理。實(shí)驗(yàn)中采用堿性縮合正交試驗(yàn)，其中縮合分“一步縮合”試驗(yàn)和“兩步縮合”試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)測(cè)定水樣以及縮合后水樣 COD 值、甲醛濃度、揮發(fā)酚濃度、PH 值等各項(xiàng)指標(biāo)。. 通過對(duì)比“一步縮合”和“兩步縮合”試驗(yàn)的預(yù)處理效果，得出“一步縮合”試驗(yàn)對(duì) COD、甲醛、揮發(fā)酚的去除效果更加明顯，因此在后期的實(shí)驗(yàn)中選擇“一步反應(yīng)”對(duì)甲醛和酚的后續(xù)處理。酚醛樹脂生產(chǎn)廢水直接排放會(huì)嚴(yán)重破壞水資源, 污染生態(tài)環(huán)境。酚醛樹脂生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的高濃度含酚廢水，由于酚是一種具有高毒、強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，它對(duì)絕大多數(shù)生物均有極強(qiáng)的毒性, 能引起蛋白質(zhì)變性、凝固, 最終導(dǎo)致生物體組織衰竭, 直至死亡。酚能使人的神經(jīng)、肝、腎受到損害，在加氯水體中酚含量即使在，也會(huì)導(dǎo)致氯酚惡臭，造成水質(zhì)有氣味，從而影響飲用水源。用含酚廢水直接灌溉農(nóng)田，會(huì)使農(nóng)作物枯死和減產(chǎn)。美國(guó)國(guó)家環(huán)保局已將酚及其化合物列入 129 種優(yōu)先控制的污染物之一,我國(guó)的許多江湖水體及地下水都受到含酚廢水的污染，含酚廢水已被列為重點(diǎn)治理對(duì)象。國(guó)內(nèi)含酚廢水以生化處理為主 ,但高濃度含酚醛廢水需采用萃取、化學(xué)氧化、吸附、縮合等預(yù)處理降低有毒有害物的毒性和濃度后才可生化處理。焦作市某膠粘劑廠生產(chǎn)改性酚醛樹脂，生產(chǎn)中排放 2 t/d 左右的生產(chǎn)廢水，包括工藝廢水和真空泵廢水。生產(chǎn)中用氫氧化鋰作催化劑，故廢水呈堿性。該廠領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)過長(zhǎng)期的市場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)酚醛樹脂粘膠劑的市場(chǎng)需求很有潛力。然而國(guó)內(nèi)對(duì)堿性縮合處理該性質(zhì)廢水的有關(guān)處理效果好的報(bào)道并不多。 研究?jī)?nèi)容與研究目的及意義 研究?jī)?nèi)容酚醛樹脂廢水的處理是一項(xiàng)系統(tǒng)的工藝，包括酸性或堿性縮合預(yù)處理以降低酚和醛的濃度、中和絮凝催化氧化以達(dá)到微生物處理的需求、活性污泥處理進(jìn)一步降低 COD 濃度以及污泥的處置等。主要內(nèi)容包括如下：采用正交試驗(yàn)，快速尋求縮合處理的最佳工藝條件。測(cè)定水樣以及縮合后水樣 COD 值、甲醛濃度、揮發(fā)酚濃度、PH 值等各項(xiàng)指標(biāo)，建立縮合處理正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)表，分析數(shù)據(jù)，優(yōu)選出縮合的最佳條件。對(duì)比“一步縮合”和“兩步縮合” ，分析出水各項(xiàng)指標(biāo)的去除率，確定最佳方案。 研究目的及意義我國(guó)中小型酚醛樹脂廠眾多 ,在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí) ,其生產(chǎn)過程所排放的廢水中酚、醛質(zhì)量濃度常常高達(dá) 1～10 萬 mg/L ,遠(yuǎn)超過國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn) (酚 mg/L ,醛 mg/L) ,給周邊環(huán)境和人類健康帶來極大危害。萃取法和縮合法是常用的兩種回收處理技術(shù) ,后者對(duì)同時(shí)含有高濃度酚、醛的廢水最適用。然而 ,有關(guān)處理效果好的報(bào)道不多 ,且由于甲醛的加入使出水中的甲醛含量仍偏高 。同時(shí)在出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，回收部分有用樹脂、降低廢水的處理成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。2 方案設(shè)計(jì) 酚醛樹脂廢水來源及水質(zhì)特性 廢水來源本次實(shí)驗(yàn)水樣取自焦作市某膠粘劑廠生產(chǎn)改性酚醛樹脂的工藝廢水和真空泵廢水 ，其生產(chǎn)配方及工藝如下：（1）產(chǎn)品配方苯酚，甲醛，鄰甲酚，氫氧化鋰比例（質(zhì)量比） 1:::（2）生產(chǎn)工藝蒸氣加熱，攪拌升溫 30 分鐘到 60℃，40 分鐘到 86℃177。 水質(zhì)特性從酚醛樹脂的生產(chǎn)原料及工藝特點(diǎn)中可以看出，此類廢水成分復(fù)雜，有機(jī)物濃度高，其中主要為酚類、醛類，原料中帶入的醇類和低分子量縮合中間產(chǎn)物及類酚類物質(zhì)，如羥基甲基苯酚、羥基二苯甲烷等，帶有顏色和氣味。長(zhǎng)期飲用被酚污染的水，可引起各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。 各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)（1）廢水原水水質(zhì)：COD≤8～9 萬 mg/L揮發(fā)酚≤ 萬 mg/L 甲醛≤6400mg/L PH=—（2）設(shè)計(jì)出水水質(zhì)：根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況與最基本的去除要求，爭(zhēng)取使廢水中揮發(fā)酚和甲醛含量達(dá)到 GB89781996 中的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：揮發(fā)酚≤ mg/L 甲醛≤ mg/L 工藝流程根據(jù)企業(yè)的水質(zhì)水量和設(shè)計(jì)方處理該類廢水的成功經(jīng)驗(yàn)以及排放要求，提出“樹脂縮合回收——氧化混凝處理”的工藝流程，廢水處理的工藝流程見圖21。以上是處理該類廢水的系統(tǒng)工藝，其中二次縮合之前階段僅僅是對(duì)廢水的物化前預(yù)處理，其后工藝還需繼續(xù)進(jìn)行探索?？s合法是處理酚醛樹脂廢水最為經(jīng)濟(jì)有效的方法之一，它是在催化劑（酸或堿）存在下利用廢水中殘余的甲醛和苯酚，進(jìn)一步縮合成樹脂，或投加其他縮合藥劑與廢水中殘留物質(zhì)生成不溶性物質(zhì)（如利用尿素去除殘余甲醛） ，以及在縮合中原有中間產(chǎn)物的析出，都大幅度地去除水中的甲醛、苯酚及低分子樹脂，降低廢水中的 COD。由于酚對(duì)環(huán)境的危害大和后續(xù)處理中較難去除的特點(diǎn)，縮合處理一般以酚的去除為首要目標(biāo)，兼顧醛的去除。針對(duì)本實(shí)驗(yàn)的廢水，進(jìn)行了兩步縮合（分別投加藥劑，先后去除苯酚和甲醛）和一步縮合（堿性條件下一次行投加藥劑以去除苯酚和甲醛）的實(shí)驗(yàn)研究。二次反應(yīng)：以廉價(jià)的尿素為原料 ,在堿性條件下與廢水中酚、醛縮合。堿性條件加尿素縮聚, 最終得到的是水溶性脲改性酚醛樹脂：堿性條件下回收得到的水溶性脲改性酚醛樹脂具有很好的阻燃性,可用于阻燃層壓塑料、防火材料等。