難生物降解酚醛廢水氧化-絮凝-機(jī)械膜聯(lián)合處理新技術(shù).pdf

1、本文通過對(duì)酚醛樹脂生產(chǎn)工藝的調(diào)查及廢水水質(zhì)分析，掌握了廢水來源、分布、成分及排放規(guī)律等，識(shí)別了廢水具有酚醛等有機(jī)物高濃度、pH低、強(qiáng)腐蝕性和生物毒性大等特點(diǎn)，了解了該廢水因難生物降解、治理成本高、效果差等問題長期困擾產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，酚醛廢水的治理頗受各國學(xué)者和專家的普遍關(guān)注。本論文為達(dá)到出水滿足直接進(jìn)入生化池的水質(zhì)要求，采用基于高級(jí)催化氧化法的高效去除酚醛的O3/MgO/H2O2與除濁除SS的混凝—機(jī)械膜過濾聯(lián)用，具有操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，處

2、理效果好等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)能顯著降低水體毒性并使得水體的可生化性大大提高，為后續(xù)的生化處理提供了可能性。
　　論文以濟(jì)南圣泉集團(tuán)實(shí)際生產(chǎn)酚醛樹脂廢水為對(duì)象，研究O3/MgO/H2O2—絮凝—機(jī)械膜過濾法聯(lián)合工藝對(duì)酚醛樹脂生產(chǎn)廢水的處理效果，探究出最佳反應(yīng)參數(shù)，得到了良好運(yùn)行效果。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)論如下:
　　(1)針對(duì)國標(biāo)法測(cè)定工業(yè)廢水中高濃度苯酚和甲醛存在的操作過程繁瑣、耗時(shí)、測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度低的問題，通過研究可以同時(shí)檢測(cè)苯

3、酚和甲醛的衍生、萃取和氣相色譜分離條件及方法的可行性分析，建立了衍生—萃取—毛細(xì)管氣相色譜法同步測(cè)定酚醛廢水中高濃度苯酚和甲醛的分析方法。優(yōu)化后的條件為:衍生劑:2，4-二硝基苯肼(DNPH);衍生溫度:65℃;衍生劑用量:25ml;衍生時(shí)間:20min;萃取溶劑:三氯甲烷;超聲時(shí)間:5min。兩者的線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍分別為:苯酚y=9.5845ρ+302.98，0.99979，5.0～1.00×104mg/L;甲醛y=33.

4、934ρ-174.1，0.99952，2.0～5.00×103mg/L。分別對(duì)甲醛和苯酚溶液進(jìn)行高、中、低濃度的加標(biāo)回收試驗(yàn)，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.920％～2.80％，加標(biāo)回收率為92.0％～103％。與國標(biāo)法相比較，衍生—萃取—毛細(xì)管氣相色譜法的測(cè)定時(shí)間可減少3/4，溶劑消耗量也大大降低且準(zhǔn)確度和精密度更高，為工業(yè)廢水中甲醛和苯酚的高含量檢測(cè)提供了新的方法。
　　(2)針對(duì)酚醛樹脂生產(chǎn)廢水中含有高濃度苯酚和甲醛的問題，采用基于C

5、AOP的O3/MgO/H2O2技術(shù)進(jìn)行酚醛廢水的氧化處理，采用煅燒法制備了高效催化劑MgO，系統(tǒng)地研究了O3/MgO/H2O2試驗(yàn)中反應(yīng)時(shí)間、初始pH值、H2O2投加量、MgO投加量、O3濃度等因素對(duì)氧化處理酚醛樹脂生產(chǎn)廢水中苯酚、甲醛、BOD、COD等去除效果的影響，獲得了最優(yōu)參數(shù)。通過在O3/MgO/H2O2過程中加入自由基清除劑前后苯酚和甲醛去除率的變化情況，探究了O3/MgO/H2O2過程中的氧化機(jī)理。最佳條件為:反應(yīng)時(shí)間120

6、min，初始pH等于8.0，H2O2投加量5g/L、MgO投加量6g/L、O3濃度為0.25g/L。此時(shí)，O3/MgO/H2O2催化氧化處理酚醛樹脂生產(chǎn)廢水去除效果最好，苯酚去除率達(dá)到91.8％左右，甲醛去除率達(dá)到85.2％，BOD和COD去除率分別為33.3％和72.8％，B/C由0.160提升到0.360，氧化機(jī)理主要為自由基氧化。
　　(3)針對(duì)酚醛廢水中存在較高濃度的膠體和SS，對(duì)O3/MgO/H2O2氧化反應(yīng)后的出水進(jìn)行

7、絮凝沉淀試驗(yàn)，系統(tǒng)地研究了混凝試驗(yàn)中水樣pH、聚合氯化鋁(PAC)和陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)的投加量對(duì)混凝過程中濁度、SS、BOD、COD、苯酚和甲醛去除效果的影響。結(jié)果表明:①當(dāng)pH值在5.0～8.0之間時(shí)，pH對(duì)去除效果的影響不大。酚醛廢水經(jīng)臭氧氧化后其pH值在6.5左右，處于最佳混凝pH值范圍，不需再對(duì)水樣pH值進(jìn)行調(diào)整;②當(dāng)聚合氯化鋁和陽離子型聚丙烯酰胺濃度分別為3g/L和30mg/L時(shí)，混凝效果最好，此時(shí)廢水的濁度去除率達(dá)

8、到86.0％，SS去除率達(dá)到75.4％，BOD和COD去除率分別為67.2％和87.2％，苯酚去除率為98.3％，甲醛去除率達(dá)到96.4％。
　　(4)為了進(jìn)一步去除廢水中的濁度和SS，采用膜過濾技術(shù)進(jìn)行酚醛樹脂廢水的深度處理。針對(duì)膜產(chǎn)品的制備工藝繁雜、費(fèi)用高、不耐污染和清洗困難的問題，采用電腦繞線法制備了四個(gè)不同的新型機(jī)械膜，以混凝試驗(yàn)攪拌器出水為研究對(duì)象，分別研究了單級(jí)膜組件和多級(jí)膜組件對(duì)各種污染物的截留性能。結(jié)果表明:①多級(jí)

9、機(jī)械膜組件可實(shí)現(xiàn)對(duì)液相中大顆粒到小顆粒的分級(jí)阻留，與單級(jí)膜組件相比，多級(jí)膜組件對(duì)污染物的阻留效果沒有明顯差別，但大大延長了膜組件的清洗周期。②反沖清洗可使機(jī)械膜的通量得到很好的恢復(fù)，通量恢復(fù)率可達(dá)90.0％。③經(jīng)四級(jí)機(jī)械膜過濾后，廢水濁度降至1.80NTU，SS未檢出，苯酚和甲醛的濃度分別從最初的4.79×103mg/L和2.66×103mg/L降至43.0mg/L和28.0mg/L，BOD降至745mg/L，COD降至2.03×103