酚醛树脂废水处理(20201014091053)
高浓度酚醛树脂生产废水的预处理
高浓度酚醛树脂生产废水的预处理陈奇奇;徐明德【摘要】采用二次缩合反应预处理高浓度酚醛树脂生产废水.一次反应的最佳工艺条件为:甲醛加入量0.010 0 mL/mL,Ba(OH)2加入量0.005 g/mL,反应时间3h,反应温度85℃.最佳工艺条件下的一次反应COD去除率为52.9%.二次反应中,当反应温度为80℃、反应时间为3h、尿素加入量为3g/L时,二次反应COD去除率最高,为31.5%.COD=85 000 mg/L、ρ(挥发酚)=12 000 mg/L、ρ(甲醛)=6 740 mg/L的废水经两次缩合反应处理后,出水中COD=27 400 mg/L,COD的总去除率为67.8%;ρ(挥发酚)=2 400 mg/L,挥发酚的总去除率达80.0%;ρ(甲醛)=980 mg/L,甲醛的总去除率达84.9%.处理1 t废水还可回收酚醛树脂6.75 kg.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2014(034)004【总页数】4页(P348-351)【关键词】酚醛树脂生产废水;缩合反应;挥发酚;甲醛【作者】陈奇奇;徐明德【作者单位】太原理工大学环境科学与工程学院,山西太原030024;太原理工大学环境科学与工程学院,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】X783.2酚醛树脂是重要的高分子材料[1],广泛应用于耐火材料、摩擦材料等的生产。
酚醛树脂生产废水含有较高浓度的酚类、醛类等,外排会严重影响周围的水资源及生态环境[2]。
含酚废水的处理已引起世界各国的普遍重视,包括中国在内的许多国家已将酚类物质列入需要重点控制的污染物名单[3]。
酚醛树脂生产废水的处理方法主要包括:溶剂萃取法[4-6]、吸附法[7-9]、化学氧化法[10]、高级氧化法[11-13]和生物氧化法[14-15]等。
但对于高浓度的酚醛树脂生产废水,单纯采用某一种方法处理后很难达到排放标准,需要先进行有效的预处理[16],既可回收部分酚醛树脂,又可减少后续处理的费用。
酚醛树脂生产废水处理方法概况
酚醛树脂生产废水处理方法概况摘要:本文讨论了酚醛树脂生产废水的处理方法:分离方法和分解或者降解方法,含酚醛树脂生产废水是一种危害较严重的工业废水,应该因地制宜地采用处理技术和方法来消除或减少其污染关键词:酚醛树脂废水;处理方法;概况酚醛树脂因其耐热、无毒、能自行降解等优异性能而被广泛应用。
酚醛树脂生产过程中产生大量的高浓度含酚及少量的含醛废水。
由于酚和醛是具有高毒、强腐蚀性,若不经处理就任意排放,对人类、鱼类以及农作物都会带来严重危害。
酚类物质不仅是我国优先控制的污染物,同时也是世界各国公认的有害污染物。
酚醛树脂废水的防治已经引起世界各国的普遍重视,在我国已被列为重点的治理项目之一[1,2]。
1 酚醛树脂废水的特点在酚醛树脂生产工艺中的各个工段会产生大量酚醛树脂废水。
随着酚醛树脂产量的增加,废水的量也在逐年增加。
其中包括干燥时所得的冷凝水和澄清树脂所分离出来的水。
据统计,每平均生产1t热固性酚醛树脂可得上层水液650kg 左右。
生产It热固性酚醛树脂可得900kg左右。
在未回收树脂、甲醇等之前,其中酚类达16-440g/L,醛类达20—60 g/L,醇类达25—272 g/L[3]。
酚醛树脂废水的特点主要有:生产工艺、操作条件的不同,产生的废水的组成及浓度也不一样。
废水中主要是酚、醛和醇等物质;废水浓度高,一般的树脂生产企业仅对废水进行初步的缩合处理,经过缩合处理后,COD依然高达10-30 g/L,酚含量1-60 g/L,醛含量1-60 g/L;废水排放量大,据统计,每平均生产一吨酚醛树脂,可得高浓度含酚废水650kg左右[3]。
一些酚醛树脂生产企业每天废水中仅COD的排放量就高达数吨;随着实际生产的需要,废水非连续性排放,使水量变化很大,冲击负荷大;高浓度酚类物质和甲醛对细菌有很强的抑制作用和毒害作用,废水的可生化性差。
这些特点都给处理带来了很大难度。
2 酚醛树脂生产废水处理方法目前对含酚醛等废水的处理主要采用回收和净化处理。
一种酚醛树脂生产废水净化装置
专利名称:一种酚醛树脂生产废水净化装置专利类型:发明专利
发明人:涂明宗,施昌貌,雷王波
申请号:CN202111338051.1
申请日:20211111
公开号:CN113968645A
公开日:
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种酚醛树脂生产废水净化装置,包括外壳体,外壳体内侧上部开设有酸碱调节室,酸碱调节室上端安装有上密封盖,酸碱调节室外部一侧安装有弱酸料罐,弱酸料罐通过第一电磁阀与酸碱调节室内部连通,酸碱调节室外部另一侧安装有弱碱料罐,弱碱料罐通过第二电磁阀与酸碱调节室内部连通,外壳体内侧下部开设有废水处理腔,酸碱调节室通过第四电磁阀,废水处理腔下部设置有支撑板,支撑板通过连接杆与废水处理腔内壁连接固定,支撑板上端安装有气缸。
本发明通过酸碱调节室调节废水中的PH为中性,通过静置分离箱将固化的酚醛树脂与废水分离,最后通过回收净化箱将废水中的有机物分离,完成酚醛树脂生产废水的净化处理。
申请人:浙江欣成新材料有限公司
地址:323300 浙江省丽水市遂昌县妙高街道上江工业园区
国籍:CN
代理机构:金华蘑菇云专利代理事务所(普通合伙)
代理人:胡凤林
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酚醛树脂废水处理碱解缩聚-臭氧氧化-生化技术
酚醛树脂废水处理碱解缩聚-臭氧氧化-生化技术工业含酚、含醛废水是我国水污染控制中重点治理的有害废水,其中酚醛树脂废水是由酚类(如苯酚,甲酚,二甲酚和壬酚等)和醛类(甲醛,乙醛和糖醛等)在酸或碱的催化作用下合成的,其排放的废水含有高浓度的酚类,高浓度的醛类等有机物,其具有有机物浓度高,生物毒性大,pH值较低等特点。
酚类化合物是原型质毒物,对一切生活个体都有毒害作用。
因此,酚醛树脂废水的治理是非常有意义的。
处理酚醛树脂废水的工艺方法比较多,主要有生化法、化学氧化法、气提法、吸附法、萃取法等,但这些方法能耗较高。
最近几年也出现了新的方法,如催化氧化法、液膜分离法、协同络合萃取法、磁化絮凝氧化法等。
经研究表明,对于高浓度的酚醛树脂生产废水采用单一方法处理很难达到排放标准。
综合考虑废水的处理成本和处理效果,本文采用碱解缩聚-催化氧化法-生物氧化法的组合工艺,对酚醛树脂废水处理进行探讨。
本文采用碱解缩聚-臭氧催化氧化法预处理,碱解缩聚采用石灰为催化剂,经济实用,反应后可提高废水的可生化性。
除醛脱酚后再进入到生化系统进行生物处理,取得了较好的处理效果,为实际工程设计提供依据。
1、实验部分1.1 主要试剂和仪器4-氨基安替比林,铁氰化钾,氯化铵,氨水,过氧化氢,固体氢氧化钙,乙酰丙酮,乙酸铵,氢氧化钠,磷酸均为分析纯。
数显恒温振荡器SHA-C,紫外分光光度计UV-2450,臭氧发生器。
1.2 废水水质实验用废水是江苏南通某酚醛树脂生产工艺废水,其主要有机物污染物是苯酚,甲醛,水质见表1。
1.3 分析方法按照水中甲醛和挥发酚类的测定方法。
采用乙酰丙酮光度法来测定水中甲醛的含量,4-氨基安替比林分光光度法来测定水中苯酚的含量。
2、实验及结果讨论2.1 碱解缩聚除醛取200mL废水于500mL烧杯中,在pH值为7的条件下,投加一定量的氢氧化钙试剂,将烧杯放在恒温水浴中在一定的恒温温度下,一定反应时间后分析废水中残留的甲醛含量。
酚醛树脂废水处理研究
譬 20 50 0
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 、 甲醇 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。 [] 文将 通 2本 过实验 ,探 讨含 酚废水 可行 的处 理工 艺。
中圈分类号:x 文献标识码 :A 文章编号 :1 7 -7 9 2 1 )0 1 1 8 1 7 6 1 5 7( 0 0 2 0 2 —0
0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 19 2 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 。 [- ] 12 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
2结论
u 4
IH
图3 p 值对废 水 中酚醛 含量 的影 响 H 1 通 过大 量 的 生产 实验 ,酚 醛树 脂 废 水 在P 等 于3 ) H ,反 应时 间 7小 2 时 , 测 得 游 离 酚 在 30 gL 内 , 游 离 醛 在 30m / 以 内 , CD 0m / 以 0 0g L O在 l00 gL O 0m/ 以下时 ;通 过碱 性 中和 ,使 游 离酚 、游 离醛 、C D O 进一 步 降解 。 采用 分 光光度 计测 量 ,游 离 酚在5m / 以 内游 离 醛在2m / 以 内。 0g L 0g L 2 回调P 值 使之 适 应微 生 物 生长 需要 ,经过 生化 处 理后 ,含 酚 、醛 ) H
酚醛树脂污水处理
污水处理,就到污水宝!酚醛树脂污水处理跟生产糠醛、酚醛树脂时会产生大量含有糠醇、酚醛、糠醛、甲醇苯酚污水。
为了使污染水被净化,以再利用作为反应物洗涤水,为此净化这样污水显得十分重要。
由于这类污水杂质含量大,不能使用常见有机溶剂废水处理法(臭氧化作用、化学试剂作用下氧化、吸附等)。
最有效方法将有机杂质转变成容易析出溶解度小化合物。
可以通过与糠基化合相同工艺条件进行第二次聚合,将它们转变成固体化合物,甚至将其苯酚甲酚转变成树脂,然后成固体组分。
聚合反应,不参加反应挥发物可通过蒸馏分离掉。
一、含酚醛树脂废水处理方法实验室试生产条件下,对浓污水蒸馏废水混合物进行了第二次聚合。
试验室条件下,带有回流冷凝器搅拌反应釜,加入50-100升污水,添加必须量硫酸,使PH达到预定值。
为了防止聚合过程树脂粘附反应釜壁上,以及形成整块凝固物,反应釜加入能够吸附树脂木质粉。
按给定条件加热反应混合物,然后将它冷却,加入已知乳液使PH达到6-8,使木质粉硫酸钙沉淀,通过真空吸滤器析出。
按照滤出水原料水相应COD值评价净化程度,研究了下列参数对它影响:PH(即添加硫酸量)、温度加热持续时间、添加木质粉量。
大多数情况下,有效净化程度与介质反应温度有关。
当PH由5.0降到2.5时,净化程度由15%增长到75%(反应持续时间——1小时、温度95℃)。
随着温度从20℃提高到95℃,净化程度由20%增长到75%(反应持续时间——1小时、PH=1)。
反应持续时间从1小时改变到5小时,对水净化程度无影响(温度——95℃,PH=1)。
当木质粉量从10%减少到2.5%时,树脂粘附玻璃壁上。
由此得出净化污水条件如下:PH=1-2.5(添加0.4-2.4%浓硫酸就能达到),温度——95℃,反应持续时间——1小时,添加木质粉量——5-10%,这样试验条件下,污水COD从197克O2/升降到35-42克O2/升,相应有净化程度为78-82%。
工业试验带有回流冷凝器搅拌器、附有加热冷却反应混合物夹套反应釜进行。
酚醛树脂废水处理
酚醛树脂废水处理酚醛树脂生产引发的环境问题主要是废水排放污染环境的问题,由于生产工艺、*作条件的不同,不同酚醛树脂产生废水的污染物浓度也不一样。
废水中的污染物主要是酚、醛等,其中的酚类浓度可达16~440g/l、醛类浓度达20~60g/l、醇类(原料夹带或作为稳定剂加入,不参加反应)达25~272g/l、COD达数十万mg/l,属难处理的有机化工废水。
含酚废水如果不经处理就任意排放,对人类、鱼类以及农作物都会带来严重危害。
酚能使人的神经、肝、肾受到损害,在加氯水体中酚含量即使在0.01mg/l以下,也会导致氯酚恶臭,造成水质有气味,从而影响饮用水源。
水体中含酚达0.1~0.2mg/l时,鱼肉会有酚味,浓度更高时会引起鱼类大量死亡。
用含酚废水(酚含量50~100mg/l)直接灌溉农田,会使农作物枯死和减产。
我国的许多江湖水体及地下水都受到含酚废水的污染,含酚废水已被列为重点治理对象。
因此,酚醛树脂废水治理非常有意义,否则将会给环境带来极大的危害。
针对如此高COD的采取先进行缩聚回收和后期生化法处理,一般经过缩聚出水COD可以降低到4000mg/l以下,然后再经过生化处理,最终COD能稳定在500mg/l。
下面我们介绍几种常见的酚醛树脂废水处理方法:(1)二次缩聚缩聚法是处理酚醛树脂废水最常用的方法,其原理是在催化剂的作用下,废水中的游离酚和游离醛缩聚成低分子树脂,经沉淀回收利用,该方法可以稳定地降低废水中的COD浓度,去除率较高。
一般情况下,第一次缩聚的COD去除率为75%,第二次缩聚的COD去除率为80%,经两次缩聚,废水COD浓度可从20~30万mg/l降至5000mg/l 以下。
同时,经缩聚处理,废水中游离酚的浓度得到大幅度降低,最低可以达到几十mg/l,然后经过一道化学处理将其中的大量游离醛去除,正常能将游离醛降低到1mg/l。
从而为后续的生化处理创造了有利条件。
(2)中和缩聚后的废水再加碱中和处理,一般在第二次缩聚时,即同时向废水中加碱中和处理,废水的COD去除率约为20%。
酚醛树脂污水处理 工艺流程
酚醛树脂污水处理工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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一种酚醛树脂生产废水处理回收装置[实用新型专利]
专利名称:一种酚醛树脂生产废水处理回收装置专利类型:实用新型专利
发明人:汪小四,方克龙,张炜
申请号:CN202021104796.2
申请日:20200615
公开号:CN212532671U
公开日:
20210212
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种酚醛树脂生产废水处理回收装置,包括压热釜、缩合釜、pH值中和池、SBR反应池,所述压热釜和所述缩合釜连通,所述pH值中和池分别与所述缩合釜和所述SBR反应池连通,所述压热釜包括进污管、排污管、加热件、搅拌件、釜体和釜盖,所述排污管与所述缩合釜连通,所述釜体与所述釜盖螺纹连接,在现有技术的基础上,增设压热釜,利用搅拌件、釜体和釜盖的相互配合,以对酚醛树脂的生产废水进行第一次缩合,并回收树脂,又利用所述缩合釜对废水中的苯酚和甲醛进行第二次缩合清理,利用pH值中和池调节被初处理的废水的pH值,利用SBR反应池来对被调节pH值的废水进行最终处理,以达到有效地对酚醛树脂生产废水进行处理的效果。
申请人:南京齐超环保科技有限公司
地址:210000 江苏省南京市江宁区江宁经济技术开发区诚信大道1800号
国籍:CN
代理机构:北京挺立专利事务所(普通合伙)
代理人:李苏哲
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酚醛树脂废水处理1.深度缩聚和生化处理工艺的工业实践我们在2000年就开始从事酚醛树脂废水处理的探索工作,2002年将酚醛树脂废水处理列入企业的头等重要工作,认为它涉及企业的生死存亡。
2005年初在海盐华强树脂有限公司建成酚醛树脂废水处理的工业装置,设计能力每天处理20吨废水,实际每天处理废水约15吨。
经过3年多的运行,废水COD值稳定地在500mg /L以下,挥发酚小于 2.0 mg/l,醛含量小于 2.0 mg/l。
然后再将废水送至污水管网。
我们所采用的工艺方案在发明专利CN101037283中进行了论述,废水处理工艺方案的步骤如下:深度缩聚反应―→除醛和中和处理―→生化处理―→达标排放缩聚反应简介:采用三段指标控制法、酚与醛摩尔比控制法、树脂与废水及时分离法和酸性催化剂使废水在酸性条件下进行缩聚反应,第一段指标:控制苯酚﹑甲醛摩尔比,使苯酚含量小于1000 mg/l;第二段指标:苯酚﹑甲醛之间满足一定的关系式,第三段指标:COD为4000~8000 mg/l。
当废水达到第三阶段的指标时,即可进行下一步骤的处理。
废水的苯酚和甲醛摩尔比的控制要求:第一阶段的反应,废水的苯酚﹑甲醛摩尔比0.98~1.05;在第二阶段的反应,废水的苯酚﹑甲醛摩尔比符合下述关系式:Y=0.32X+(800~1200),X为苯酚含量,Y为甲醛含量,单位为mg/l。
在废水的反应过程中,需要对废水的苯酚和甲醛进行检测,并及时地向废水中添加甲醛或酚,以满足上述要求。
与废水及时以避免形成的树脂分子量过大,形成不溶不熔的树脂,粘结在反应釜的器壁上。
此外,低分子量树脂从废水中分离出,有利于废水中少量的苯酚和甲醛进行深度反应,可以使废水中的苯酚含量和甲醛含量大幅度的降低。
在第一阶段的反应,每隔60~90分钟,将沉积在反应釜底部的树脂从釜中放出;在第二阶段的反应,每隔2~4小时,将树脂从反应釜中放出。
低分子量树脂控制在这种指标,便于树脂从反应釜内放出,大幅度降低树脂粘结在反应釜器壁的量,同时也便于将低分子量树脂加工成合格的热塑性固体树脂。
废水缩聚反应的控制条件:温度为95℃~100℃,pH值为1.0~1.5。
所采用的酸性催化剂为盐酸、硫酸、次氯酸、磷酸,不推荐有机酸类催化剂。
废水缩聚反应所用的反应釜为玻璃钢反应釜, 玻璃钢反应釜,具有良好的耐酸性腐蚀性能。
采用蒸汽直接加热。
除醛和中和处理简介:采用碱性催化剂调节缩聚反应后酸性废水的pH值,使其值为10~12,在85℃~95℃的温度和搅拌的条件下反应2~5小时,测定废水的醛含量,当废水的醛含量小于20 mg/l时,停止反应,采用硫酸或盐酸回调pH值为6.5~7.5,将处理后的废水放入沉淀池,进行沉淀。
在沉淀处理后,废水的苯酚含量约为50 mg/l,含醛量小于20 mg/l,COD为3000~7000 mg/l。
碱性催化剂为氢氧化钠﹑氢氧化钾﹑氢氧化钙﹑氧化钙。
除醛机理:经过缩聚反应后,废水的苯酚含量约为100 mg/l﹑甲醛含量为1000~1500 mg/l;在碱性条件下,甲醛聚合为聚糖,同时可适度降低废水中的苯酚含量。
生化处理简介:废水的苯酚含量为50 mg/l,甲醛含量小于20 mg/l,COD为3000~7000 mg/l。
此时,废水具有良好的可生化性。
生化处理方法1:厌氧+好氧,我们采用采用厌氧移动床和接触氧化法。
优点:可以处理高COD值;缺点:温度低于15℃,需要加热。
当进水COD小于6000 mg/l时,可以使出水COD为200~500 mg/l。
生化处理方法2:接触氧化法或氧化沟。
当进水COD小于4000 mg/l时,可以使出水COD 小于500 mg/l。
由于成本因素,在缩聚反应中,我们采用了盐酸作为主体催化剂。
由于废水中含有一定的氯离子,废水尚不能达到一级排放要求。
废水COD值稳定地在200~500mg/L。
上述方法具有工艺简单、设备简单、运行可靠、运行费用低的特点,每吨酚醛树脂废水运行费用约为100元左右,并且使废水中的苯酚与甲醛得到充分地利用,有效地制备出合格或优质的酚醛树脂。
采用硫酸作为主体催化剂,控制废水中的氯离子含量,能够使废水的苯酚含量小于100 mg/l,甲醛含量小于20 mg/l,COD为8,000~10,000 mg/L但硫酸用量较大,处理时间也偏长。
这种工艺的优点在于,再配合相应的措施达,采用厌氧+好氧的生化处理,能够使废水到一级排放要求。
2.催化湿式氧化处理酚醛废水的研究催化湿式氧化(CWAO)技术,2O世纪7O年代开始发展,它是在高温、高压条件下和催化作用下,用氧气或空气作为氧化剂,处理工业废水。
CWAO技术适合于高浓度、难处理、有毒有害的有机废水,如焦化、印染、造纸黑液、含氰化合物等工业废水。
2.1、CWAO催化剂载体的介绍催化剂是催化湿式氧化技术的核心,目前CWAO催化剂研究的焦点主要集中在催化活性成分的研究上,湿式氧化催化剂活性成分包括贵金属类、过渡金属类和稀土类催化剂,投入工业化应用的催化剂目前主要是贵金属类,对催化剂载体的性能探讨目前还很少。
国内外几乎都采用陶瓷作为CWAO催化剂的载体材料,常见的有TiO2,CeO2, ZrO2,A12O3。
γ-A12O3和TiO2等作为催化剂载体虽然具有机械强度好,能经受反应过程中温度、压力、相变等变化的影响,本身也具有一定催化作用等优点。
但是,制备CWAO催化剂过程中,活性金属在陶瓷载体上分散不佳,导致催化氧化的效果不好。
活性炭既是优良的吸附剂,也是良好的催化剂载体。
由于活性炭本身具有较高的比表面、丰富的孔结构、特殊的电子性能和耐酸耐碱的性质,用做贵金属催化剂的载体,可使活性金属在载体上充分地分散,不仅能节省贵金属用量,还能防止金属粒子烧结。
但是活性炭本身也存在机械强度低,磨耗率高,表面易掉粉末,在CWAO领域中很少有人用活性炭作催化剂载体。
2.2、陶瓷-活性炭材料针对活性炭材料的不足,我们制备出强度高并能保持活性炭各项指标稳定的一种成型多孔陶瓷-活性炭材料,并已经申报发明专利,申请号:200810062228.8。
这种新型材料以多孔陶瓷为骨架,活性炭以涂层形式存在于多孔陶瓷内表面,以达到增强机械强度,提高活性炭分布的目的。
活性炭质量含量为总质量的1~15%,活性炭的比表面积为600~1400m2/g。
这种陶瓷-活性炭材料可充分满足流体介质与活性炭之间的传质要求,有效发挥活性炭材料的功能。
陶瓷-活性炭材料中的孔道方向为三维随机分布,降低了流体介质对活性炭的冲蚀磨损,克服了活性炭表面易掉粉末的现象,大幅度地延长了活性炭使用寿命。
图1(a)是陶瓷-活性炭材料的内部孔道的SEM照片,可以看到活性炭涂覆在陶瓷孔壁上,很难区分其边界,其结构示意图如图1(b)所示。
(a)(b)图1 陶瓷活性炭2.3、以陶瓷-活性炭为载体的催化剂CWAO处理含苯酚废水的研究采用等体积浸渍法获得含1%的Ru/AC催化剂(陶瓷-活性炭材料中活性炭含量为5%)。
试验废水为COD Cr:24000mg/L,苯酚:4400 mg/L,甲醛:4200 mg/L。
将催化剂装入间歇式反应器,实验操作条件为废水750mL左右,氧气分压 1.5MPa,废水pH值8.8,反应温度(160-260℃),时间60min。
另外将不含活性炭的多孔陶瓷装入反应器,进行对比实验。
表2 反应温度对CWAO处理酚醛废水的影响反应温度(℃)160 180 200 220 240 260COD(残留)陶瓷1540012200106001010088008000催化剂86624981276815021202875苯酚(残留)陶瓷298267251157125120催化剂94.862.747282215.7甲醛(残留)陶瓷1359788 807374催化剂292825222116温度是湿式氧化过程是最重要的因素。
表2可以看出,反应温度对湿式氧化的效果影响显著;出水COD Cr和游离酚去除率随温度升高明显提高,在180℃~220℃之间变化最为明显,在220℃之后增幅较小。
COD Cr和游离酚的去除率具有一致性。
在260℃时,COD去除率可达95%以上。
游离醛的去除率保持在一个较高的水平,受温度的影响较小,即使在没有催化剂存在的条件下,也可达到97~98%,这说明对甲醛降解而言,湿式氧化是一种非常有效的手段。
2.4、分析和评估CWAO工艺运行费用低。
大阪煤气公司对CWAO工艺作过经济性比较。
与生物法比较,化学制药和造纸黑液废水的总处理费用,CWAO法分别低43.7%和36.2%(催化剂的贵金属含量为2.1%)。
CWAO工艺的一次性投资大,极大的限制了CWAO工艺的工业应用。
催化剂为总造价的60~80%,而催化剂的主要成本来自于活性组分——贵金属(贵金属含量为1~5%)。
对于陶瓷-活性炭材料为载体的催化剂而言,活性炭含量通常控制在5%左右(总质量),贵金属含量为活性炭质量的1~3%,因此贵金属含量为载体材料的0.01~0.15%左右,有效降低了催化剂的成本,为国外同类催化剂成本的几分之一。
其次,CWAO工艺需要在高温、高压下进行。
在260℃温度以上进行,操作压力要达到6Mpa 以上,设备造价会很高。
维持在200~220℃温度进行,操作压力要达可以在3Mpa以下,设备造价会大幅度降低。
对于处理酚醛树脂废水,将CWAO反应温度可控制在200~220℃之间,再采用生物法进行处理,能够完全达到COD小于80的排放要求。
预计,这种工艺模式的运行成本每吨废水小于200元。
3、结论(1) 深度缩聚和生化处理的工艺能够有效地处理酚醛树脂废水达到三级排放要求,三年多的工业实践表明,该工艺具有设备简单、运行可靠、运行费用低的特点。
(2)陶瓷-活性炭材料为载体制备催化剂(1% Ru/AC),采用催化湿式氧化的工艺方法,对酚醛树脂废水具有良好的处理效果。
该工艺方法配合生化处理,可以使酚醛树脂废水的处理达到一级排放要求。