酚醛缩聚及吸附中和法处理含酚废水的研究

Posted 2023-01-14 活性炭

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摘要：用酚醛缩聚及吸附中和法处理树脂厂含酚废水，试验表明，在加入H2SO4量为废水量3％的条件下，利用酚醛缩聚法，对质量浓度为 1700－2 100 mg/L。的含酚废水进行处理，可回收酚醛树脂，使残余含酚量降至排放标准 0.5 mg/L以下，再用活性炭吸附与工业生石灰进一步处理，废水中的甲醛可降至0.9 mg/L。

目前，国内外处理树脂厂含酚废水的方法主要有：革取法。生化法、液膜法与活性炭吸附法等。革取法处理高浓度含酚废水，除酚率能达到95％以上，但需多次萃取及反萃取，工艺繁琐，不适宜工业推广；生化法只用于处理低浓度含酚废水，费用高；液膜法除酚效果虽好，但工艺复杂，操作技术高，不利于中小型企业的推广；活性炭吸附法能够有效的吸附有机物质，但解析困难，其再生所需设备庞大，成本较高。我们从废水的治理与再利用出发，本着既经济高效又简便易行的原则，进行了多次实验，发现采用酚醛缩聚法及吸附中和相结合的方法处理含酚废水，既可回收酚醛树酯，使废水酚含量降至排放标准以下，又可使废水处理到再利用程度。

1 试验部分

1.1 仪器
　　
主要仪器：721分光光度计。

1.2 试剂
　　
4-氨基安替比林；盐酸苯肼；甲醛。

1.3 测试方法
　　
4-氨基安替比林比色法测挥发酚含量；盐酸苯肼比色法测甲醛含量。

1.4 实验步骤

1.4.1 取 250 mL原废水样（保定某酚醛树脂厂废水，酚的质量浓度平均为 1900 mg/L，甲醛的质量浓度平均为 627 mg/L），置于 500 mL三颈瓶中，加人定量HCHO及浓H2SO4，搅拌，加热回流数小时，水样逐渐由混浊变澄清时，停止加热，取出树脂称重，处理后的残液冷却，测其挥发酚含量。有含酚废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。

1.4.2　深度处理：称取 20 g活性炭，装人直径为 8 mm的交换柱中，滤料高度为 250 mm，缩聚后的废水以 3 mL/min的流速流经活性炭柱。取样，测其挥发酚和甲醛的含量。

1.4.3 取 100 mL,经活性炭吸附后的水样，用工业生石灰，调节pH值至6－7，过滤。

2 结果和讨论

2.1 反应机理
　　
在酸性条件下，苯酚与甲醛反应按下式进行，形成直链状酚醛树脂分子，其结构如下：
　　
这种直链结构的热塑性缩聚物，是脆的半胶质体，相对分子质量较低，能溶解于丙酮、乙醇及碱性水溶液中。与之比较，在碱性条件下，产生不溶解不熔化的网状缩聚物，燃烧又不能产生火焰，不可回收利用，造成二次污染。从经济效益上考虑，处理方法酸性条件优于碱性条件。

2.2 最佳条件的选择

2.2.1 反应时间对含酚量的影响
　　
按前述实验步骤，在ρ（酚）为 1900 mg/L的250 mL废液中加人 0.2 mL HCHO，加 H2SO4量为废液体积的3％，加热回流数小时，结果见表1。
　　
从表1可以看出，在酸性条件下利用酚醛树脂缩聚法处理废水，适当延长反应时间，能够很有效的降低酚含量。从工业上考虑，由于活性炭解析困难，再生成本高，故能在此步大幅度地降低酚的含量，可提高经济效益。选择时间为5h。

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