酚醛废水预处理工艺研究

【摘要】本文通过相关实验利用微电解—Fenton试剂氧化—混凝沉淀工艺预处理对含酚醛废水的预处理效果进行了研究，并探析了影响除污效果的相关因素，确定了优化酚醛废水预处理工艺的条件。

【关键词】酚醛废水；预处理工艺

目前含酚醛废水的预处理工艺在处理浓度过高的含酚醛废水时，仍达不到理想的预处理效果。通过加热及酸碱催化，酚醛废水中的苯酚与甲醛可以缩合生成酚醛树脂，然后沉淀进而达到去除的效果。本文就是通过对微电解—Fenton试剂氧化—混凝沉淀工艺的研究来分析酚醛废水的预处理工艺。

试验废水取自某化工厂酚醛树脂的生产废水，有刺激性气味，其中CODcr为56920mg/L，其pH值是2.30，而挥发酚的浓度为1279mg/L，甲醛的浓度则为12951mg/L。以下是实验步骤及结果分析：

1.试剂及测试方法

试剂：活性炭为广东西陇化工厂生产的粉状活性炭，经水浸过72h，然后放在烘箱中烘烤0.5h；30%的双氧水。

测试方法：pH值使用pHS-3C型精密数显pH计测定；CODcr采用重铬酸钾法测定；挥发酚和甲醛采用分光光度法测定。

2.微电解反应

2.1试验步骤

将洗涤用铁丝的铁屑浸入10%NaOH溶液浸泡10分钟，以去除铁屑表面油污，然后用水冲洗干净，再放进HCI溶液浸泡，直到有大量气泡产生为止，然后用水冲洗后烘干剪碎备用。将一定量酚醛废水与适当比例的炭和铁置于烧杯中，用玻棒搅拌并让其在室温条件下发生反应，然后测定CODcr，并对Fe/C质量比以及反应时间如何影响微电解反应中CODcr去除率进行考察。

2.2试验分析

（1）Fe/C质量比与CODcr去除率的关系在室温条件下，按照Fe/C质量比为1：2，1：1，2：1，3：1，4：1的比例分别加入1g碳和相应质量的铁，反应1h后测定CODcr浓度。

测定结果，6种铁炭比中，CODcr的去除率随着Fe/C质量比的增加逐渐增加，当Fe/C质量比为4：1时CODcr的去除率最高为44.0%，为了组成宏观和微观电池在系统中加入炭，当铁中炭量低时，增加炭可使体系中的原电池阴极表面增多，提高对有机物等的去除效果。但当炭过量时会使Fe、C电极表面失衡，影响去除效果。

（2）在常温、pH为2.30、铁炭比为4：1的条件下，每隔30分测定处理后水样中的CODcr，并计算去除率。

测定结果，CODcr的去除率随着反应时间的推移在上升。在反应时间为0.5h时，CODcr的去除率为31%，反应时间达到1h后，CODcr去除率为42.3%，随着反应时间的延长，铁的腐蚀速度减缓，易降解物质基本反应完全，难降质反应在此条件下很难被破坏，所以其后去除率少量增加但增加速率减缓。

3.Fenton氧化试验

3.1试验步骤

取200 mL含Fe2+的微电解出水与所需剂量的H202进行搅拌以形成Fenton试剂，在一定时间反应后测处CODcr，并考察H2O2投加量及反应时间对CODer去除率的影响。

3.2试验分析

（1）微电解反应控制在1h，Fe/C质量比取4：1出水，其他条件不变时，H2O2投加量分别为1g/L、2g/L、4g/L、6g/L、8g/L，进行对比实验，反应1h后取上清液测定CODcr浓度，计算CODcr去除率。

H2O2用量对CODcr去除率的影响，随着H2O2用量的增加，CODcr的去除率逐渐上升。H2O2投加量为1g/L时，废水CODcr的去除率为51.2%，但H2O2投加量提到4时，CODcr的去除率提高到75.40%，在H2O2浓度较低时，随着H2O2浓度的增加，产生的OH量增加，有利于降解有机物，所以H2O2用量继续增加时CODcr的去除率增加减缓，当H2O2投加量增加到8g/L，CODcr的去除率仅为4.7%。

（2）在上述条件下，在反应时间分别为0.5h、1h、1.5h、2h、2.5 h下取样测定CODcr值。

反应时间对CODcr去除率的影响，在反应开始阶段，CODcr去除率随着反应时间的增加逐渐增加，从0.5h的CODcr去除率为26.73%提高到lh后的42.6%，1h后，CODcr去除率提高不明显。

4.混凝试验

4.1试验步骤

取Fenton氧化处理后水样200 mL，加入一定量的PAM，调节混合液pH至8.5进行混凝沉降试验。加药后先快速搅拌约30秒，再慢速搅拌约l分钟，静置30分钟后，取上清液，测其CODcr，考察混凝剂用量对CODcr的去除率的影响。

4.2试验分析

（1）在室温条件下，Fe/C质量比为1：4，反应时间为1h，H2O2（浓度30%）投加量为4g/L，反应时间为1h后，调节pH值为8.5，取一定量Fenton试剂氧化出水于5个烧杯中，分别按照200mg/L，400mg/L，600mg/L、800mg/L、1000mg/L的比例加入PAM，迅速搅拌后静置30分钟后取上清液，测定CODcr值。

PAM用量对CODcr去除率的影响，在反应初期，CODcr去除率随着投加量的增加不断增加，但是到800mg/L后，CODcr去除率反而下降。

（2）处理后酚、醛浓度分析以上实验所得的最佳参数条件下预处理后上清液，分析表明，处理后的废水由淡黄色有刺激性气味变为澄清几乎无刺激性气味，通过检测得知，处理后污水中的酚的浓度为84.3mg/L，醛的浓度为197.4mg/L，CODcr的值为5913.5mg/L.处理后废水中酚醛的浓度明显降低。

综述，通过试验表明：微电解反应的最佳条件为Fe/C质量比为4：l，反应时间为1h；Fenton试剂氧化处理的最佳条件为H2O2的投加量约4g/L，反应时间为1h；混凝沉淀的最佳条件为pH值取8.5左右，PAM的投加量为600-800mg/L，反应时间30分钟。

5.结语

在酚醛树脂利用苯酚与甲醛缩合的生产过程中，会产生含有大量醇类、酸类等有毒物的含酚醛废水，其含酚含醛浓度最高可达几万mg/L，处理起来难度非常大，但是对含酚醛废水的处理却不得不进行，以防有毒酚醛废水带来的危害。

【参考文献】

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