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臭氧氧化法处理覆铜板含酚废水的探讨
Prismark公司2005年统计,我国覆铜箔层压板的产值为24.3亿美元,占世界的38.8%,居世界之首。据CCLA统计,2005年我国覆铜板产量中,纸基覆铜板为7380平方米,占覆铜板总量的36%,居世界前列。纸基覆铜板生产过程中合成酚醛树脂时,会产生一定量的含有低分子树脂、游离酚和游离酚醛等混合物的废水,其中低分子树脂和游离酚易溶于水、游离醛易挥发且有刺激气味,均属有毒物质,国家明令禁止直接排放,同时要求含酚废水排放时酚含量不能超过1个PPM。国内纸基覆铜板和酚醛树脂生产企业对含酚废水的处理,大部分采用活性污泥处理(即耗氧菌处理),这种方法占地面积大、处理时间长;也有采用厌氧菌处理法,这种方法适用于少量废水且速度较慢;现也有的企业采用焚烧法,将废水燃烧后产生蒸汽利用,这种方法占地少、燃烧完全,但成本较高。随着我国覆铜板行业的不断发展,含酚废水的处理技术迫切需要飞跃性的提高,以降低纸基覆铜板生产规模的扩张成本。招远市水务局研究部门与金宝公司合作,对含酚废水采用臭氧分解法处理的方法做以下探讨,以供参考。
1、工艺路线及原理
1.1酸析
酚醛树脂在生产中会产生一定量水溶性树脂,在蒸馏时,随水分挥发出来,进入废水,一方面造成树脂损失,另一方面造成废水中酚含量增高,废水中的树脂经测定约含10%,每吨废水可回收1000×10%=100kg(约2000元)。因此,从废水中提取出这部分树脂意义非常重大,不但可以去除一部分酚,而且回收的树脂价值可观。
根据酚醛树脂在加热或酸性条件睛,可以聚合而从水中析出的特点,提出了用酸析的方法提取树脂。将回收的废水放入反应釜,加入强酸使体系保持处于酸性条件,加热使低分子树脂聚合,生成线型树脂沉淀(树脂可回收利用),对含酚废水的低分子树脂进行反应去除。
反应机理:
在酸性条件下,苯酚与甲醛反应按下式进行,形成直接链状酚醛树脂分子,其结构如下:
这种直链结构的热塑性缩聚物,是脆性半胶质体,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。
1.2氧化
臭氧用于水处理的原理:臭氧通入水中后,臭氧及其在水中分解的中间产物氢氧基(OH)协同作用,具有很强的氧化性、可以分解一般氧化剂难以破坏的有机物,而且反应安全、速度快,具有杀菌、消毒、除臭、脱色等功效,且无残留及毒副作用,有益环保,现已广泛用于矿泉水、纯净水、饮料、酿造用水、自来水、食品加工用水、城市二次供水的消毒及多种工业废水、医院污水、工业循环水、游泳池水、水族馆用水、水产养殖水、城市生活污水与中水的净化与回用。
本试验中,废水中的树脂沉淀物除掉后,游离酚含量约为2000-2300PPM,此时将臭氧发生器产生的臭氧从废水底部鼓入,混合和反应后,将废水进行臭氧化,水中的游离酚、游离醛即被分解,加碱中和后,酚含量达到排放指标要求。
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