酚醛树脂生产过程中高浓度含酚废水处理工艺的研究

酚醛树脂生产过程中高浓度含酚废水处理工艺的研究徐承明张金江王少华(鞍钢集团技术中心)(鞍山热电新材料股份有限公司)摘要通过实验,研究了高浓度含酚废水的处理方法:首先,通过催化沉降,除掉废水中水溶性小分子树脂;然后,通过选用特定的复合萃取剂,在适当的工艺条件下(萃取时间、搅拌速度、废水pH值、剂水比等)达到最佳的处理效果,从而确定出废水处理的最佳工艺方案。关键词酚醛树脂含酚废水处理工艺StudyonTreatmentTechnologyofHigh-consistencePhenolicEffluentsinProducingPhenolicResinXuChengmingZhangJinjiangWangShaohua(AngangTechnologyCenter)(AnshanThermalPowerandNewMaterialCo.,Ltd.)AbstractThemethodoftreatinghigh-consistencephenoliceffluentsisstudiedbyexperiment.First,thewater-solublesmallmeleculeresininphenoliceffluentsiseliminatedbycatalyticsedimentation,thenthebesteffectisobtainedbyselectingspecifiedcomplexextractionagentinasuitabletechnologicalcondition(extractiontime,agitationspeed,pHofphenoliceffluentsandtheratioofextractionagenttowater).KeyWordsphenolicresinphenoliceffluentstreatmenttechnology1前言目前,酚醛树脂以其独特的耐高温性能及良好的电绝缘性能仍然被广泛用于某些耐火材料及电工材料的生产制造。酚醛树脂生产过程中产生大量的高浓度含酚废水。由于酚是一种具有高毒、强腐蚀性的化学物质,它对绝大多数生物均有极强的毒性,能引起蛋白质变性、凝固,最终导致生物体组织衰竭,直至死亡。因此,这些废水如果不加处理就直接排放到自然水体中,将对我们赖以生存的自然环境造成严重的破坏。美国国家环保局已将酚及其化合物列入129种优先控制的污染物之一,我国的水污染控制工作也把含酚废水的处理列为重点解决的问题之一。酚醛树脂生产过程中产生的高浓度含酚废水的处理看似简单,实际具有一定的复杂性。由于废水中除了含有高浓度的酚外,还含有大量的小分子酚醛树脂及甲醛等其它物质,因此,就限制了某些单一的低成本处理工艺及其发展,例如:活性吸附法、生物脱酚法等工艺。本文将通过实验,探讨含酚废水可行的处理工艺。2实验2.1含酚废水处理原理(1)废水处理工艺废水处理的具体工艺如图1所示。(2)催化沉降含酚废水的水溶性小分子酚醛树脂具有不稳定性,通过加入适量的催化剂,搅拌后,在静置条件下,这些小分子将继续增大并与周围分子聚集徐承明,工程师,1989年毕业于大连理工大学化工机械专业,现于鞍钢技术中心新型材料研究所从事防腐设计与研究工作(114001)。·32·鞍钢技术ANGANGTECHNOLOGY2003年第3期图1含酚废水的处理工艺形成大的不溶于水的树脂液滴而沉降于水底。(3)化学萃取萃取液采用SQ1萃取剂与煤油按1∶1配制,向废水中加入硫酸,使其pH值=0±0.5,这时SQ1萃取剂被酸化生成SQ1的硫酸盐,然后进行萃取和反萃。萃取过程(与苯酚形成络合物的过程):(SQ1)2SO4+n(C6H5OH)→(SQ1)2(C6H5OH)nSO4反萃过程(NaOH过量以维持pH值≥12):(SQ1)2(C6H5)nSO4+(n+2)NaOH→Na2SO4+(n+2)H2O+n(C6H5ONa)+2(SQ1)2.2实验分析与讨论(1)沉降率与沉降时间的关系实验时,向含酚废水中加入催化剂(H2SO4)并搅拌10min后,静置沉降,实验结果见表1。表1树脂沉降率,%催化剂量时间2天4天6天8天占废水量的1%70727885占废水量的2%80869495占废水量的3%82859596占废水量的4%82869597表1显示了某一浓度下的含酚废水(实验中所使用的含酚废水均为同一水样,其酚含量为3%,树脂含量为0.4%)在加入不同量催化剂的条件下沉降时间与沉降率的关系。从中可以看出,随着沉降时间的延长,树脂的沉降率逐渐增大,但6天以后,增加的量值不明显。因此,从增加工效的角度考虑,确定6天为最佳沉降时间;催化剂填加量的变化对沉降率的影响并不明显,因此,从经济的角度考虑催化剂的理想填加量为2%。(2)萃取时间对萃取