环氧树脂废水闭路循环理论的探讨

Posted 2023-01-15 树脂

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1 废水闭路循环理论

闭路循环工艺是指在生产流程中相对较后的生产工序产生的某种物料全部或部分经处理或直接被重新回用于相对较前的生产工序的生产工艺。如图1 所示某生产工艺共有七道工序，物料E为产品，物料B被回用到工序B，物料C被回用于工序C，他们各自形成闭路循环。闭路循环工艺很早就被用于生产过程当中，以提高物料的利用率。近年来，随着清洁生产概念的提出和日益为人们重视，人们开始致力于研究开发清洁生产的工艺和技术。　　　

2 环氧树脂高浓度有机废水闭路循环处理新工艺

环氧树脂高浓度废水是有机无机混合物，成分复杂，主要可分为三大类：

(1)有机物是由双酚A和环氧氯丙烷缩聚反应生成环氧树脂过程中的大分子中间产物，其中还含有少量未完全反应的原料如苯酚、丙酮和有机溶剂甲苯、丁醇等，成分复杂，俗称老化树脂；

(2)离子如Na+、Cl-、OH-等，来源于生产原料和反应的副产物；

(3)水树脂制造工艺中引入的纯水。

国际上环氧树脂废水有两种处理方法，焚烧法和稀释生化法。焚烧法处理工艺，即先浓缩脱盐，再进焚烧炉焚烧处理。其缺点一是投资大；二是运行费用高，因为焚烧耗油量大，所产生的废气还需经洗涤喷淋才能排空，每吨废水处理费用高达250～300元人民币；三是焚烧炉常被残余的盐和碱类灰分堵塞，影响正常操作。而稀释生化法是将废水先稀释，然后进行生化处理。废水稀释的目的主要是减轻废水中Cl-和甲苯对微生物的毒害，同时废水的BOD与COD之比小于0.2，生物可降解性极差，由于环氧树脂废水中主要有机成分为大分子中间产物，不能被微生物利用，因此，生物降解法消除COD的能力极其有限。废水如实现达标排放，主要依靠稀释的作用；如果采用稀释生化法，处理系统的投资也要1500万元人民币左右，运行费用也很高。

环氧树脂清洁生产是新技术集成，以环氧树脂高浓度废水治理闭路循环新工艺为核心，以环氧树脂洗涤水套用技术和老化树脂资源化技术为辅，三个技术有机组成的生产技术系统。通过环氧树脂高浓度废水治理闭路循环新工艺将环氧树脂废水分成老化树脂、结晶NaCl、蒸发冷凝水和液碱回用，初步解决环氧树脂废水的污染问题。而环氧树脂洗涤水套用技术可以大幅度的降低环氧树脂废水的体积，从而降低环氧树脂高浓度废水治理闭路循环新工艺的蒸发量。老化树脂中含有一定量的环氧树脂成品和甲苯，回收老化树脂中的这些有用成分不但可以大大提高废水处理的经济效益，而且降低老化树脂进一步处理的费用。这样三个技术有机结合形成的环氧树脂清洁生产技术可以达到最优的处理效果，实现环境效益、社会效益和经济效益的统一。

环氧树脂生产过程中产生的废水主要来源于树脂的洗涤提纯，这种废水属高浓度有机废水与无机废水的混合物，老化树脂与含盐碱废水的分离是废水处理的关键。经研究发现废水中含有一定量的碱可以有效地分出老化树脂、氯化钠和氢氧化钠，据此可以建立闭路循环工艺流程，如图。

老化树脂可以进一步处理，回收其中的环氧树脂和甲苯；NaCl结晶可以作为工业盐出售；冷凝水温度较高，可以回用作为洗涤水，液碱也可回用生产。采用闭路循环的方式，废水中的大部分有用物质基本得到回收利用。

从上面实例可以看出，闭路循环工艺之所以可以成为某些产品清洁生产的主体技术，主要有两个原因，一是形成闭路循环后，如果循环是无限的，则可实现高浓度废水的“零排放”，实现清洁生产；如果循环是有限批次，那么高浓度废水的排放量大大减少，废水处理的负担也可大幅度降低。二是利用闭路循环工艺，可以回收废水中几乎全部有用的成分，实现资源的再利用，有一定的经济效益。因此，对于许多产品，采用闭路循环工艺是建立有一定经济效益的清洁生产技术的关键。