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1、摘 要 酚醛树脂是由酚类(如苯酚、甲酚、二甲酚和壬酚等)和醛类(如甲醛、乙醛和糖醛等)在酸或碱的催化作用下合成的, 其生产过程中排出的废水含有较高浓度的酚类、醛类 ,并且还含有大量醇类、酸类等有毒物 ,处理难度大。高浓度含酚醛废水需采用萃取、化学氧化、吸附、缩合等预处理降低有毒有害物的毒性和浓度后才可生化处理。 本试验所处理的废水为焦作市某胶粘剂厂生产改性酚醛树脂的生产废水，生产中排放2 t/d左右的废水。实验中采用碱性缩合正交试验，其中缩合分“一步缩合”试验和“两步缩合”试验。通过寻求正交实验影响因素以及各因素反应的水平值，最终确定为四因素三水平正交，共做9组实验。实验测定水样以及缩合后水样
2、COD值、甲醛浓度、挥发酚浓度、PH值等各项指标。“两步缩合”试验只进行了第一步的反应，COD的去除率能达到41.2，甲醛的去除率保持在30-40之间，挥发酚的去除率在40-60之间。. 通过对比“一步缩合”和“两步缩合”试验的预处理效果，得出“一步缩合”试验对COD、甲醛、挥发酚的去除效果更加明显，因此在后期的实验中选择“一步反应”对甲醛和酚的后续处理。关键词 ：酚醛树脂废水 碱性缩合 甲醛 挥发酚 AbstractThe phenolic resin is a phenol (such as phenol, cresol, xylenol, and nonyl phenol, etc.)
3、and aldehydes (such as formaldehyde, acetaldehyde and furfural, etc.) in acid or alkaline catalyst synthesis, and its production Process wastewater containing high concentrations of phenols, aldehydes, and also contains large amounts of alcohols, acids and other toxic substances, treatment is diffic
4、ult. Phenolic wastewater containing high concentration requires the use of extraction, chemical oxidation, adsorption, condensation preconditioning decrease the toxicity of toxic and hazardous compounds, and only after the concentration of biological treatment.The trials for the treatment of wastewa
5、ter plant in Jiaozuo City, a modified phenolic resin adhesive production of wastewater, the production of emissions 2 t / d or so of wastewater. Experiment, alkaline condensation experiment, in which the condensation point one step condensation reaction and two-step condensation reaction. Orthogonal
6、 factors by looking for and value of each factor level of response, and ultimately determine the level of the four factors and three orthogonal, a total of 9 groups to do experiments. Water sample and test water samples after the COD value of the condensation, the concentration of formaldehyde, phen
7、ol concentration, PH value and other indicators. two-step condensation We only got the first step of the reaction, COD removal rate is not very high, the highest is 41.2%, removal rate of formaldehyde at 30-40%, and phenol removal Between 40-60%. . By contrast, after one step condensation reaction a
8、nd two-step condensation reaction the pre-effect, come to step condensation reaction to the more obvious the removal of the three indexes, so in later experiments, select the step response on formaldehyde Follow-up treatment and phenol. Key words: Phenolic resin wastewater Alkaline condensation Form
9、aldehyde Phenol 目录1 引言41.1 课题来源41.2 研究内容与研究目的及意义51.2.1 研究内容51.2.2 研究目的及意义62 方案设计72.1 酚醛树脂废水来源及水质特性72.1.1 废水来源72.1.2水质特性72.2 各项水质指标72.3 工艺流程72.4 物化前处理方法的选择与原理82.4.1 处理方法的选择82.4.2 反应机理93.实验部分103.1水样指标测定方法103.1.1COD的测定 重铬酸钾法 GB 119148 9103.1.2挥发酚的测定 水质挥发酚的测定蒸馏后溴化容量法 GB 7491-87103.1.3甲醛的测定 乙酰丙酮分光光度法 GB1
10、319791103.2甲醛测定的分析103.2.1甲醛校准曲线的绘制103.2.2结果分析114、缩合实验134.1实验装置、药剂与方案134.1.1实验装置144.1.2药剂154.1.3试验方法154.2预实验154.3实验情况与现象说明164.4“二步缩合”正交试验174.4.1第一步缩合174.4.2第二步缩合215 经济效益分析236 结论与建议246.1结论246.2建议25致谢25参考文献261 引言1.1 课题来源酚醛树脂是由酚类(如苯酚、甲酚、二甲酚和壬酚等)和醛类(如甲醛、乙醛和糖醛等)在酸或碱的催化作用下合成的, 其生产过程中排出的废水含有较高浓度的酚类、醛类 ,并且还含
11、有大量醇类、酸类等有毒物 ,处理难度大。酚醛树脂生产废水直接排放会严重破坏水资源, 污染生态环境。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、工作条件的不同，不同酚醛树脂产生废水的污染物浓度也不一样。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。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
12、水源。水体中含酚达0.10.2mg/l时，鱼肉会有酚味，浓度更高时会引起鱼类大量死亡。用含酚废水直接灌溉农田，会使农作物枯死和减产。因此，酚醛树脂废水必须进行有效的治理，否则将会给环境带来极大的危害。美国国家环保局已将酚及其化合物列入129 种优先控制的污染物之一,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。针对此类问题的处理，国外一般采用焚烧处理 ,但费用太高;国内含酚废水以生化处理为主 ,但高浓度含酚醛废水需采用萃取、化学氧化、吸附、缩合等预处理降低有毒有害物的毒性和浓度后才可生化处理。而对含酚醛浓度过高的废水 ,上述预处理工艺的效果仍不理想。焦作市某胶粘
13、剂厂生产改性酚醛树脂，生产中排放2 t/d左右的生产废水，包括工艺废水和真空泵废水。由于企业对原料苯酚用保温槽贮运，所以没有融酚废水，酚醛树脂生产废水含有大量的酚类、醛类，原料中带入的醇类和低分子量缩合中间产物及类酚类物质，如羟基甲基苯酚、羟基二苯甲烷等。生产中用氢氧化锂作催化剂，故废水呈碱性。酚醛树脂生产废水COD高达几万mg/L，属高浓度难降解有机化工废水，如未经处理直接排放会对水环境造成严重污染，因此必须经过治理后才可排放。该厂领导经过长期的市场调研，发现酚醛树脂粘胶剂的市场需求很有潜力。由于该厂采用碱性缩合的生产工艺，因而该厂领导寻求一种碱性条件下处理生产废水的工艺以达到排放要求，进而
14、回收与产品性质接近的树脂产品。然而国内对碱性缩合处理该性质废水的有关处理效果好的报道并不多。为此，本毕业设计以此为题材设计了碱性缩合正交实验，探求最佳条件，使出水水质达标排放的前提下达到降低处理成本的目的。1.2 研究内容与研究目的及意义1.2.1 研究内容酚醛树脂废水的处理是一项系统的工艺，包括酸性或碱性缩合预处理以降低酚和醛的浓度、中和絮凝催化氧化以达到微生物处理的需求、活性污泥处理进一步降低COD浓度以及污泥的处置等。限于实验条件以及时间安排，现只对整个工艺物化前预处理即碱性缩合预处理进行实验探索。主要内容包括如下：1、 采用正交试验，快速寻求缩合处理的最佳工艺条件。2、 碱性缩合分“一
15、步缩合”和“两步缩合”，本实验同时寻求该两种缩合方式哪种效果更佳，若进行“两步缩合”则第二步缩合在第一步缩合的基础上进行。3、 测定水样以及缩合后水样COD值、甲醛浓度、挥发酚浓度、PH值等各项指标，建立缩合处理正交试验数据表，分析数据，优选出缩合的最佳条件。4、 根据水样水质以及树脂厂的生产工艺确定加入甲醛和碱的量，进行第一步缩合反应的试验，同时通过查阅资料，得到醛、尿素、碱的投加比例，进而继续第二步缩合的试验。5、 对比“一步缩合”和“两步缩合”，分析出水各项指标的去除率，确定最佳方案。6、 分析处理方案的经济效益。1.2.2 研究目的及意义我国中小型酚醛树脂厂众多 ,在创造经济效益的同时
16、 ,其生产过程所排放的废水中酚、醛质量浓度常常高达110万mg/L ,远超过国家规定的排放标准(酚 0.5 mg/L ,醛 Ba(OH)2时间温度R大的因素重要性也大各因素组合最优水平21903实验结果表达同因素中最大的为其最优水平按最优水平的实验结果可选第6组实验结果 表4-8 结果分析注： （）COD（g）甲醛 COD（g） 去除的COD量（g） 缩合前水样的COD量（g） 缩合后水样的COD量（g） 各因素组合最优水平的选择：甲醛和催化剂Ba(OH)2 量的选择很明显，甲醛选择水平即2ml；Ba(OH)2选择水平即1g；时间和温度的平均与平均相差不是很大，本着节约能源，提高工作效率的原则
17、，对二者都选择水平即分别是3h和90。同时由于温度对实验的影响相对其他三项因素要小很多，故实验中设定的反应温度水平值没有显示出其很好的影响度。最终在最优水平的实验结果的输出上直接选择了第6组实验的结果。备注：（1）COD（g）的值是根据我们取的水样的量来换算的。如第1组COD=6000mg/L200ml=6g/L0.2L=1.2g。其他以此方式计算。 （2）考核指标()COD（g）甲醛 ，甲醛的量指的是每组实验加入甲醛的质量，其中甲醛1.076gmL。 （3）回收树脂量是每组实验能取出来树脂的量，实际生成的树脂要比记录的多。 （4）从第7组开始，挥发酚的值达到一万以上，其中一部分是因为水样的变化，另一方面我们对测定方法稍微做了些改变。 （5）由于是用电热炉直接加热，对反应温度的控制并不是很精确，又因为反应温度水平值的设定相差只有5，没有显示出很高的区别度，所以温度对实验的影响就微乎其微了。 随着加药量的不同，最终缩合后水样呈现的状态也不同，现筛选六组缩合后水样图4-6以及部分析出的树脂图4-7以供参考。 图4-6 缩合后水样 图4-7 析出树脂将各组实验三项指标的去除率综合如表4-9.第1组第2组第3组第4组第
