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收稿日期:4554 6 57 6 8!;修回日期:4554 6 85 6 83
酚醛缩聚及吸附中和法处理含酚废水的研究
马艳然,韩玲芹,王雪涛
9河北大学 化学与环境科学学院,河北 保定 5:8554 ;
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 <4’=3 量为废水量 !> 的条件
下,利用酚醛缩聚法,对质量浓度为 8 :55 ? 4 855 @A B + 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 52 C @A B + 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 52 7 @A B +。
关键词:酚醛;缩聚;吸附;中和;含酚废水;废水处理
中图分类号:D:5!2 8 文献标识码:E 文章编号:8557 6 43CC 9455! ;54 6 55!" 6 54
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F<4 F<4 F<4
目前,国内外处理树脂厂含酚废水的
方法
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主要
有:萃取法、生化法、液膜法与活性炭吸附法等。
萃取法处理高浓度含酚废水,除酚率能达到 7C>
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。
! 试验部分
!" ! 仪器
主要仪器::48 分光光度计。
!" # 试剂
3 6氨基安替比林;盐酸苯肼;甲醛。
!" $ 测试方法
3 6氨基安替比林比色法测挥发酚含量 G 8 H;盐
酸苯肼比色法测甲醛含量 G 4 H。
!" % 实验步骤
!" %" ! 取 4C5 @+ 原废水样 9保定某酚醛树脂厂废
水,酚的质量浓度平均为 8 755 @A B +,甲醛的质
量浓度平均为 I4: @A B +;,置于 C55 @+三颈瓶中,
加入定量
,加热回流数小时,结果见表 8。
从表 8 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 # $。
!" !" ! 酸性催化剂用量对含酚量的影响
按前述实验步骤,在 ! %酚 &为 ’ "(( )* + , 的
-#( ), 废液中加入 (. - ), /0/1,加入定量
/-213,加热回流 # $,结果见表 -。
从表 - 可以看出,当加入废液 !4 的酸性催
化剂时,残液含酚量可以降到排放标准以下,故选
择加酸量为 !4。
!" !" # 甲醛加入量的选择
酚与醛发生缩聚反应,需有一定的比例关系,
而且甲醛应过量。我们于 -#( ), 废水中加入不同
体积的甲醛实验,结果见表 !。
从表 ! 看出,当向溶液中加入 (. ’# ), 甲醛
时,即可使废水中含酚量降至 (. !- )* + ,,也就
是说,当溶液中酚与醛的物质的量比为 ’5 ’. 36 以
上时,均可使处理后废水中酚含量降至 (. # )* + ,
以下。从除酚效果及回收酚醛树脂量考虑,在含酚
量 ’ "(( )* + , 的废水 -#( ), 中加入 (. -( ), 甲
醛为宜。
!" !" $ 催化剂及 /0/1 加入方式的选择
在实验中,我们对酸性催化剂 %浓 /-213 & 加
入方式进行了探索。实验表明,浓 /-213 不宜一
次加入,这与产生的酚醛树脂的性质有一定的关
系。因为一次加入浓 /-213,放热多,反应过于剧
烈,产物的相对分子质量变大,影响其热塑性树脂
的生成。故我们建议,在反应中加入酸性催化剂应
在有搅拌装置的反应器中逐滴加入为佳。
为了达到更好的去酚效果,我们对何时加入
/0/1 也进行了摸索。实验表明,反应进行 - $ 冷
却后加入 /0/1 ,产生的树脂性能上有所改善,
但工艺繁琐,从经济效益和实际情况考虑,我们选
择反应滴加 /0/1 为宜。
!" # 吸附中和法进行后处理
废水经酚醛缩聚后,含酚量已降至国家排放标
准 (. #)* + , 以下,但 /0/1 含量仍较高,且有一
定的刺激性气味,需用活性炭吸附废液中残余的挥
发酚与甲醛,同时使气味降至极微。用 -( * 活性
炭处理 - #(( ), 酚的质量浓度为 (. 3 )* + , 的废
水,流出液中含酚量未检出,甲醛的质量浓度降到
(. " )* + ,。
在缩聚过程中,由于使用了酸性催化剂,使溶
液酸性增强,用工业生石灰中和废液,调节 7/值
为 8 9 :,过滤使之符合国家排放标准。同时经以
上深度处理后,废水也可供树脂厂再利用。
# 结论
! 在酸性条件下利用酚醛缩聚法对中等浓度
的含酚废水进行处理,除酚率高达 "". "4 以上,
使废水中挥发酚的含量降低到排放标准以下,同时
可回收部分相对分子质量低的酚醛树脂。
" 经过缩聚及吸附中和处理后,不但除去了
苯酚,而且也除去了大量的醛,达到了综合治理的
效果,使废水处理到了再利用的程度。
表 ’ 反应时间对含酚量的影响
反应时间 + $
-
3
#
8
产生树脂的质量 + *
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处理后 ! %酚 & + %)*·, ; ’ &
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表 - 酸性催化剂用量对含酚量的影响
加酸量 + 4
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! %树脂 & + *
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处理后 ! %酚 & + %)*·, ; ’ &
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处理后 ! %酚 & +
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表 ! 甲醛加入量与含酚量的关系
注:反应时间 # $,加酸量 !4。
" %酚 & 5 " %甲醛 &
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’5 ’. 36
’5 ’. 8-
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马艳然,韩玲芹,王雪涛:酚醛缩聚及吸附中和法处理含酚废水的研究
参考文献:
< ’ = 张曾惠 . 水和废水标准检验法 <> = . 北京:中国建筑工业出版
社,’"":.
< - = 污染源统一监测分析编写组 . 污染源统一监测分析方法 %废水
部分 & <> = . 北京:技术标准出版社,’"6!.
作者简介:马艳然 % ’"38 ; &,女,河北肃宁人,副教授,主要从
事环境化学教学及研究工作。