缩合萃取组合工艺对酚醛树脂废水组分的回收处理研究

摘要

酚醛树脂生产过程产生的含酚废水的处理一直受到国内外环保工作者的关注。但由于含酚废水处理难度大以及不同企业的产品具有较大差异性，各类处理工艺与方法在实际运用中均存在着一定问题。
　　针对某企业苯酚浓度约为4.7％，甲醛含量约0.06％，COD超过11万mg·L-1的酚醛废水，在广泛查阅文献资料和结合生产实际的基础上，为达到资源化、降低工业成本和含酚废水毒性，并良好对接后续处理工艺的目的，制定了磷酸催化缩合与TBP萃取相结合的处理方案。
　　(1)确定了磷酸催化缩合的工艺路线，并对各项工艺参数进行了优化。结果表明各实验材料最佳的原料用量分别为:甲醛量为废水中苯酚质量的0.9-1.1倍，磷酸用量为废水中苯酚质量的15％，反应时间4h，反应温度100℃。缩合反应后的废水利用沉降装置进行树脂沉降和冷却降温，以避免影响后续的萃取工序。此外，研究了采用气相色谱法测定废水中苯酚的方法，经过一段时间的连续测定，该方法快速准确。
　　(2)以TBP为萃取剂，利用TBP与酚之间的氢键络合作用萃取含酚废水中的三种酚，通过单因素实验确定TBP处理酚废水的最佳条件，并在此基础上对TBP萃取剂进行优化。与正辛醇复配后形成TBP体积分数为40％的萃取剂，可同时对废水中的酚类和甲醛进行萃取。反应的最佳条件为:水温不宜高于40℃，pH为酸性，40％ TBP正辛醇溶液与水样的体积比1∶4。经过一次萃取可将废水中的苯酚浓度从2500 mg·L-1降至240 mg·L-1左右。
　　(3)通过连续10天的废水取样、缩合和萃取实验，COD、苯酚和甲醛的去除率均获得了满意的结果。通过缩合萃取后，废水的COD总去除率94％，苯酚的总去除率91％，甲醛的总去除率93％。
　　(4)将新型缩合-萃取组合工艺应用于某企业含酚废水处理，连续15天的运行结果表明:出水COD为250 mg·L-1左右，pH稳定保持在7左右，苯酚含量低于0.5 mg·L-1，甲醛含量低于0.1 mg·L-1，取得了较好的处理效果。此外，采用新型工艺后，该企业可实现对部分树脂的回收，产生了一定经济效益。
　　综上，该组合工艺对于去除酚醛树脂水体中的有机物，分解有毒性的酚类物质和醛类物质起具有非常好的效果，并具有可观的经济效益。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 酚醛树脂废水概述

1．1．1 酚醛树脂

1．1．2 酚醛树脂废水的特点

1．2 酚醛树脂废水中酚的检测方法

1．2．1 分光光度法

1．2．2 溴化容量法

1．2．3 色谱法

1．2．4 色谱-质谱联用法

1．3 酚醛树脂废水的处理方法

1．3．1 物理法

1．3．2 化学法

1．3．3 生化法

1．3．4 常见几种工艺方法比较

1．4 课题的提出及意义

1．5 主要研究内容

第二章 酚醛树脂废水主要污染物检测方法

2．1 实验药品及仪器

2．2 废水关键指标的检测方法

2．3 气相色谱法测定废水中酚的含量

2．3．1 色谱柱的选择实验

2．3．2 柱温和柱前压的选择

2．3．3 色谱条件

2．3．4 标准溶液配制及样品前处理

2．3．5 标准曲线的测定

2．3．6 添加回收率实验

2．4 本章小结

第三章 酚醛树脂废水预处理工艺优化

3．1 酚醛树脂废水水质分析

3．2 实验方法

3．3 废水缩合方式的选择

3．3．1 碱性催化缩合实验

3．3．2 酸性催化缩合实验

3．3．3 碱性缩合和酸性缩合效果比较

3．4 废水萃取方法的研究

3．4．1 萃取剂的选择

3．4．2 正辛醇和TBP比例对分配系数的影响

3．4．3 废水温度对分配系数的影响

3．4．4 相比对分配系数的影响

3．4．5 pH对分配系数的影响

3．4．6 废水初始浓度对分配系数的影响

3．5 实验室连续缩合萃取实验

3．6 本章小结

第四章 缩合-萃取组合工艺处理实际酚醛树脂废水

4．1 工程概况

4．2 废水处理运行初步实验

4．3 处理工艺的确定及说明

4．3．1 工艺的选择原则

4．3．2 处理工艺的确定

4．3．3 工艺阶段设计说明

4．4 处理情况分析

4．4．1 废水处理各阶段指标

4．4．2 处理成本状况

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 研究不足与展望

参考文献

致谢