酚醛廢水預處理工藝研究

【摘要】本文通過相關實驗利用微電解—Fenton試劑氧化—混凝沉淀工藝預處理對含酚醛廢水的預處理效果進行了研究，并探析了影響除污效果的相關因素，確定了優化酚醛廢水預處理工藝的條件。

【關鍵詞】酚醛廢水；預處理工藝

目前含酚醛廢水的預處理工藝在處理濃度過高的含酚醛廢水時，仍達不到理想的預處理效果。通過加熱及酸堿催化，酚醛廢水中的苯酚與甲醛可以縮合生成酚醛樹脂，然后沉淀進而達到去除的效果。本文就是通過對微電解—Fenton試劑氧化—混凝沉淀工藝的研究來分析酚醛廢水的預處理工藝。

試驗廢水取自某化工廠酚醛樹脂的生產廢水，有刺激性氣味，其中CODcr為56920mg/L，其pH值是2.30，而揮發酚的濃度為1279mg/L，甲醛的濃度則為12951mg/L。以下是實驗步驟及結果分析：

1.試劑及測試方法

試劑：活性炭為廣東西隴化工廠生產的粉狀活性炭，經水浸過72h，然后放在烘箱中烘烤0.5h；30%的雙氧水。

測試方法：pH值使用pHS-3C型精密數顯pH計測定；CODcr采用重鉻酸鉀法測定；揮發酚和甲醛采用分光光度法測定。

2.微電解反應

2.1試驗步驟

將洗滌用鐵絲的鐵屑浸入10%NaOH溶液浸泡10分鐘，以去除鐵屑表面油污，然后用水沖洗干凈，再放進HCI溶液浸泡，直到有大量氣泡產生為止，然后用水沖洗后烘干剪碎備用。將一定量酚醛廢水與適當比例的炭和鐵置于燒杯中，用玻棒攪拌并讓其在室溫條件下發生反應，然后測定CODcr，并對Fe/C質量比以及反應時間如何影響微電解反應中CODcr去除率進行考察。

2.2試驗分析

（1）Fe/C質量比與CODcr去除率的關系在室溫條件下，按照Fe/C質量比為1：2，1：1，2：1，3：1，4：1的比例分別加入1g碳和相應質量的鐵，反應1h后測定CODcr濃度。

測定結果，6種鐵炭比中，CODcr的去除率隨著Fe/C質量比的增加逐漸增加，當Fe/C質量比為4：1時CODcr的去除率最高為44.0%，為了組成宏觀和微觀電池在系統中加入炭，當鐵中炭量低時，增加炭可使體系中的原電池陰極表面增多，提高對有機物等的去除效果。但當炭過量時會使Fe、C電極表面失衡，影響去除效果。

（2）在常溫、pH為2.30、鐵炭比為4：1的條件下，每隔30分測定處理后水樣中的CODcr，并計算去除率。

測定結果，CODcr的去除率隨著反應時間的推移在上升。在反應時間為0.5h時，CODcr的去除率為31%，反應時間達到1h后，CODcr去除率為42.3%，隨著反應時間的延長，鐵的腐蝕速度減緩，易降解物質基本反應完全，難降質反應在此條件下很難被破壞，所以其后去除率少量增加但增加速率減緩。

3.Fenton氧化試驗

3.1試驗步驟

取200 mL含Fe2+的微電解出水與所需劑量的H202進行攪拌以形成Fenton試劑，在一定時間反應后測處CODcr，并考察H2O2投加量及反應時間對CODer去除率的影響。

3.2試驗分析

（1）微電解反應控制在1h，Fe/C質量比取4：1出水，其他條件不變時，H2O2投加量分別為1g/L、2g/L、4g/L、6g/L、8g/L，進行對比實驗，反應1h后取上清液測定CODcr濃度，計算CODcr去除率。

H2O2用量對CODcr去除率的影響，隨著H2O2用量的增加，CODcr的去除率逐漸上升。H2O2投加量為1g/L時，廢水CODcr的去除率為51.2%，但H2O2投加量提到4時，CODcr的去除率提高到75.40%，在H2O2濃度較低時，隨著H2O2濃度的增加，產生的OH量增加，有利于降解有機物，所以H2O2用量繼續增加時CODcr的去除率增加減緩，當H2O2投加量增加到8g/L，CODcr的去除率僅為4.7%。

（2）在上述條件下，在反應時間分別為0.5h、1h、1.5h、2h、2.5 h下取樣測定CODcr值。

反應時間對CODcr去除率的影響，在反應開始階段，CODcr去除率隨著反應時間的增加逐漸增加，從0.5h的CODcr去除率為26.73%提高到lh后的42.6%，1h后，CODcr去除率提高不明顯。

4.混凝試驗

4.1試驗步驟

取Fenton氧化處理后水樣200 mL，加入一定量的PAM，調節混合液pH至8.5進行混凝沉降試驗。加藥后先快速攪拌約30秒，再慢速攪拌約l分鐘，靜置30分鐘后，取上清液，測其CODcr，考察混凝劑用量對CODcr的去除率的影響。

4.2試驗分析

（1）在室溫條件下，Fe/C質量比為1：4，反應時間為1h，H2O2（濃度30%）投加量為4g/L，反應時間為1h后，調節pH值為8.5，取一定量Fenton試劑氧化出水于5個燒杯中，分別按照200mg/L，400mg/L，600mg/L、800mg/L、1000mg/L的比例加入PAM，迅速攪拌后靜置30分鐘后取上清液，測定CODcr值。

PAM用量對CODcr去除率的影響，在反應初期，CODcr去除率隨著投加量的增加不斷增加，但是到800mg/L后，CODcr去除率反而下降。

（2）處理后酚、醛濃度分析以上實驗所得的最佳參數條件下預處理后上清液，分析表明，處理后的廢水由淡黃色有刺激性氣味變為澄清幾乎無刺激性氣味，通過檢測得知，處理后污水中的酚的濃度為84.3mg/L，醛的濃度為197.4mg/L，CODcr的值為5913.5mg/L.處理后廢水中酚醛的濃度明顯降低。

綜述，通過試驗表明：微電解反應的最佳條件為Fe/C質量比為4：l，反應時間為1h；Fenton試劑氧化處理的最佳條件為H2O2的投加量約4g/L，反應時間為1h；混凝沉淀的最佳條件為pH值取8.5左右，PAM的投加量為600-800mg/L，反應時間30分鐘。

5.結語

在酚醛樹脂利用苯酚與甲醛縮合的生產過程中，會產生含有大量醇類、酸類等有毒物的含酚醛廢水，其含酚含醛濃度最高可達幾萬mg/L，處理起來難度非常大，但是對含酚醛廢水的處理卻不得不進行，以防有毒酚醛廢水帶來的危害。

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