采用臭氧氧化法处理覆铜板含酚废水的探讨

文章摘要： 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

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  　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。

　　1.3吸附过滤

　　此时废水的COD（化学需氧量）约为7万PPM，需用活性炭进行吸附、过滤，降低废水的COD值。活性炭是一种优良吸附剂，具有发达的内部孔隙结构和巨大的比表面积，已广泛应用于工业废水、废气和空气净化装置以及有机合成、食品和医药等工业，还应用于军工及高科技产业。

　　活性炭一般用吸苯量、碘值、比表面积和总孔隙率表示活性炭的吸附性能，这些指标分别在20-400mg/L、600-800mg/L、300-1000m2/g和0.35-0.81cm3/g范围，孔隙率越大，其它几个参数也越大，吸附能力越强而且吸附量也大，料径越小，吸附速度越快。吸附是活性炭的主要特征，它被看成是一种表面现象，当含酚废水通过活性炭时，活性炭的表面对着相应的废水表面，两表面层包围的区间是一个界面，于是就在这个界面区内，产生了吸附，活性炭的吸附既有物理吸附又有化学吸附，这两种吸附往往是同步进行的。处理含酚废水一般选用比表面积大，料度小的活性炭。

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