申请日2011.11.01
公开(公告)日2015.02.18
IPC分类号C02F9/14; C02F103/38; C02F1/52
摘要
本发明公开了一种酚醛树脂废水处理方法及专用设备。该酚醛树脂废水处理方法包括如下步骤：将酚醛树脂废水与Ca(OH)2混合调节pH值到10～12，然后进行混凝沉淀反应，再调整pH值3～5，随后进行Fenton反应，然后调pH值7～10固液分离，再进行水解酸化-厌氧发酵工艺，之后进行接触氧化反应，最后二次沉淀即可。该专用设备包括依次连接的一废水进料池、一设有第一进料器的混凝沉淀反应池、一设有第二进料器的Fenton反应装置、一设有第三进料器的固液分离装置、一水解酸化池、一厌氧发酵池、一设有曝气装置的接触氧化反应池和一二沉池。该方法处理废水后其中的污染物完全达到排放标准，操作简便、控制条件少且运行成本低。
权利要求书
1.一种酚醛树脂废水处理方法，其特征在于：其包括如下步骤：将酚 醛树脂废水与Ca(OH)2混合调节pH值到10～12，然后进行混凝沉淀 反应，再调整pH值3～5，随后进行Fenton反应，然后调pH值7～10固 液分离，再进行水解酸化-厌氧发酵工艺，之后进行接触氧化反应，最后二 次沉淀即可;其中，所述的混凝沉淀使用的混凝剂为聚合硅酸铁混凝剂和/ 或聚硅铁锌混凝剂。
2.如权利要求1所述的酚醛树脂废水处理方法，其特征在于：所述的 与Ca(OH)2混合调节pH值的步骤中，Ca(OH)2的来源为石灰乳。
3.如权利要求1所述的酚醛树脂废水处理方法，其特征在于：所述的 混凝沉淀反应为使用混凝剂以及助凝剂进行混凝沉淀反应，分为反应和沉淀 两个时间阶段;其中，所述的混凝沉淀使用的混凝剂的投加量为聚合硅酸铁 35mg/L～50mg/L，聚硅铁锌混凝剂45mg/L～60mg/L;所述的混凝沉淀使用 的助凝剂为聚丙烯酰胺;所述的混凝沉淀使用的助凝剂的投加量为聚丙烯酰 胺5mg/L～10mg/L;所述的混凝沉淀的反应时间为15min～20min;所述的混 凝沉淀反应的沉淀时间为0.5h～1h。
4.如权利要求1所述的酚醛树脂废水处理方法，其特征在于：所述的 调整pH值3～5的步骤中，调pH值的pH调节剂为硫酸和/或盐酸;所述 的调整pH值为调整pH值至4;所述的Fenton反应为在催化剂和过氧化 氢作用下反应;其中，所述的Fenton反应使用的催化剂为FeCl2和/或FeSO4; 所述的催化剂投加量以铁离子计浓度为100mg/L～150mg/L;所述的Fenton 反应使用的过氧化氢和催化剂的摩尔量之比为1：1;所述的Fenton反应的 时间为0.5h～3h。
5.如权利要求4所述的酚醛树脂废水处理方法，其特征在于：所述的 Fenton反应的时间为1h。
6.如权利要求1所述的酚醛树脂废水处理方法，其特征在于：所述的 调pH值7～10固液分离的步骤中，调pH值的pH调节剂为氢氧化钠、氢 氧化钾和氢氧化钙中的一种或多种;所述的固液分离的方式为进行竖流式沉 淀。
7.如权利要求1所述的酚醛树脂废水处理方法，其特征在于：所述的 水解酸化-厌氧发酵工艺包括水解酸化和厌氧发酵两个工艺步骤;所述的水 解酸化的停留时间为1h～3h;所述的厌氧发酵为在厌氧发酵池内进行;其中， 所述的厌氧发酵池为升流式厌氧污泥床，分为接种启动期和颗粒污泥成熟 期两个步骤，所述的接种启动期条件为5kgCOD/m3·d-10kgCOD/m3·d， 颗粒污泥成熟期条件为16kgCOD/m3·d。
8.如权利要求7所述的酚醛树脂废水处理方法，其特征在于：所述的 水解酸化的停留时间为2h。
9.如权利要求1所述的酚醛树脂废水处理方法，其特征在于：所述的 接触氧化反应为在接触氧化反应池中进行;所述的接触氧化反应的条件为： 反应时间为1.5～2.0h;充氧曝气量为1～3mg/L;所述的二次沉淀时间为 0.5h～1h。
10.如权利要求9所述的酚醛树脂废水处理方法，其特征在于：所述的 充氧曝气量为2.5～3mg/L。
说明书
酚醛树脂废水处理方法及专用设备
技术领域
本发明为一种酚醛树脂废水处理方法及专用设备。
背景技术
酚醛树脂(phenolic resin，PF)，固体的酚醛树脂为黄色或呈透明状，一 般无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，比重1.25～1.30，易溶于醇， 不溶于水，对水、弱酸和弱碱溶液稳定。酚醛树脂是一种由苯酚和甲醛在催 化剂条件下缩聚、经中和、水洗后制成的树脂。酚醛树脂具有良好的耐酸性 能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂 轮片制造等行业。但是，在酚醛树脂制造过程中产生的废水，由于存在CODCr浓度高、难生物降解、水量相对较小的特点，使其成为属于较难处理的废水 种类。
现有技术中，对于上述酚醛树脂废水处理方法一般为采用活性炭吸附 法、生物脱酚法等方法。前者，由于其中酚醛树脂的高浓度会造成活性炭失 效快，成本高，易二次污染;而后者直接生物的方法，存在对细菌的要求非 常高，出水不稳定，无法直接排放等诸多缺陷。此现状亟待解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中的酚醛树脂废水 处理方法出水不稳定、成本高、易二次污染，或者直接生物的方法存在对 细菌的要求非常高、出水不稳定、无法直接排放的缺陷，提供了一种废水 中污染物完全达到排放标准，操作简便、控制条件少且运行成本低的酚 醛树脂废水处理方法及专用设备。
本发明的酚醛树脂废水处理方法包括如下步骤：将酚醛树脂废水与 Ca(OH)2混合调节pH值到10～12，然后进行混凝沉淀反应，再调整 pH值3～5，随后进行Fenton反应，然后调pH值7～10固液分离，再进行 水解酸化-厌氧发酵工艺，之后进行接触氧化反应，最后二次沉淀即可。
本发明中，所述的酚醛树脂废水为本领域常规所说酚醛树脂废水，其中 含有大量的苯酚、甲醛类物质以及半成品的酚醛树脂等物质。所述的酚醛树 脂废水一般CODCr为30000mg/L～50000mg/L，BOD5为2000mg/L～7000mg/L， 挥发酚为10000mg/L～15000mg/L，甲醛为5000mg/L～8000mg/L，pH为 1.5～5.0。本发明中，所述的与Ca(OH)2混合调节pH值的步骤中， Ca(OH)2的来源较佳的为石灰乳。
本发明中，所述的与Ca(OH)2混合调pH值的步骤为本发明特别 设计的步骤，发明人研究发现废水中溶解态的甲醛类物质会在石灰乳 催化功能的条件下与形成糖类大分子，而溶解态的苯酚、半树脂及前 述生成的糖类大分子都与钙离子在碱性条件下反应形成沉淀，由此与 其他步骤一起协同有效的处理废水。
本发明中，所述的混凝沉淀反应为本领域常规所说的混凝沉淀反应，一 般使用混凝剂以及助凝剂进行混凝沉淀反应，且一般分为反应和沉淀两个时 间阶段。其中，所述的混凝沉淀使用的混凝剂较佳的为聚合硅酸铁混凝剂和 /或聚硅铁锌混凝剂。所述的混凝沉淀使用的混凝剂的投加量较佳的为聚合硅 酸铁(PSF)35mg/L～50mg/L，聚硅铁锌混凝剂用量45mg/L～60mg/L。
其中，所述的混凝沉淀使用的助凝剂较佳的为聚丙烯酰胺(PAM)。所 述的混凝沉淀使用的助凝剂的投加量较佳的为聚丙烯酰胺5mg/L～10mg/L。
其中，所述的混凝沉淀的反应时间较佳的为15min～20min;所述的混 凝沉淀反应的沉淀时间较佳的为0.5h～1h。
本发明中，所述的调整pH值3～5的步骤中，调pH值的pH调节剂 为本领域常规使用，较佳的为硫酸和/或盐酸，更佳的为硫酸;所述的调整 pH值较佳的为调整pH值至4。
本发明中，所述的Fenton反应为本领域常规所述的Fenton反应，在常 规Fenton反应器中进行，一般在催化剂和过氧化氢作用下反应。
其中，所述的Fenton反应使用的催化剂为本领域常规所用，一般为可离 解二价铁离子的物质，较佳的为FeCl2和/或FeSO4，更佳的为FeSO4，所述 的催化剂投加量以铁离子计浓度较佳的为100mg/L～150mg/L。其中，所述 的Fenton反应使用的过氧化氢和催化剂的摩尔量之比较佳的为1∶1。
其中，所述的Fenton反应时间较佳的为0.5h～3h，更佳的为1h。
本发明中，所述的调整pH值7～10固液分离的步骤中，调pH值的 pH调节剂为本领域常规使用，较佳的为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中 的一种或多种，更佳的为氢氧化钙;所述的固液分离的方式为本领域常规使 用，较佳的为进行竖流式沉淀。
本发明中，所述的水解酸化-厌氧发酵工艺包括水解酸化和厌氧发酵两 个工艺步骤。
其中，所述的水解酸化为本领域常规所说的水解酸化步骤，在一般水解 酸化池中进行。所述的水解酸化的停留时间较佳的为1h～3h，更佳的为2h。
其中，所述的厌氧发酵为本领域常规所说的厌氧发酵步骤，一般在厌氧 发酵池内进行，其厌氧发酵池内装有厌氧颗粒污泥，废水通过厌氧产甲烷菌 微生物种群进行甲烷发酵。所述的厌氧发酵池为本领域常规所用，较佳的为 升流式厌氧污泥床UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Bed)，其一般分为 接种启动期和颗粒污泥成熟期两个步骤，其中，所述的接种启动期条件 较佳的为5kgCOD/m3.d-10kgCOD/m3.d，颗粒污泥成熟期条件较佳的为 16kgCOD/m3.d。
本发明中，所述的接触氧化反应为本领域常规所说的接触氧化反应步 骤，一般在接触氧化池中进行。所述的接触氧化反应条件为本领域常规所用， 较佳地为：反应时间较佳的为1.5～2.0h;充氧曝气量较佳的为1～3mg/L， 更佳的为2.5～3mg/L。
本发明中，所述的二沉池为本领域常规所述。所述的二沉池沉淀时间为 本领域常规，较佳的为0.5h～1h。
本发明中，所述的酚醛树脂废水处理方法特别适用于作为本发明所述的 酚醛树脂废水处理，并且还可作为与该酚醛树脂废水类似成分废水的处理。
本发明还提供前述酚醛树脂废水处理方法的专用设备，包括依次连接的 一废水进料池、一设有第一进料器的混凝沉淀反应池、一设有第二进 料器的Fenton反应装置、一设有第三进料器的固液分离装置、一水解酸 化池、一厌氧发酵池、一设有曝气装置的接触氧化反应池和一二沉池。
本发明中，所述的连接为本领域常规所说的通过管道连通。
本发明中，所述的废水进料池一般为容纳废水的池子。
本发明中，所述的混凝沉淀反应池、Fenton反应装置、水解酸化池、 接触氧化反应池和二沉池均为本领域常规所用设备;其中，所述的二沉池较 佳的选用竖流沉淀装置。
本发明中，所述的固液分离装置为本领域常规所用，较佳的为竖流式沉 淀装置。
本发明中，所述厌氧发酵池为本领域常规所用，较佳的为升流式厌氧 污泥床UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Bed)。
本发明中，所述混凝沉淀反应池、所述Fenton反应装置、所述固液 分离装置和所述二沉池一般均包括一废水进口、一废水出口以及一固体污泥 出口，所述固体污泥出口较佳的均与一污泥浓缩池连接，用于处理固体污泥， 以进一步废物利用。
本发明中，所述混凝沉淀反应池和所述Fenton反应装置之间较佳的 还设有一装载有第一水泵的第一中间水槽;所述固液分离装置和所述水解 酸化池之间较佳的还设有一装载有第二水泵的第二中间水槽，以便于进一步 控制后续反应废水流量。
本发明所用试剂和原料除特殊说明外均市售可得。
在符合本领域常识的基础上，上述的各技术特征优选条件可以任意组合 得到较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明的酚醛树脂废水处理方法处理酚醛 树脂废水操作简便、控制条件少、运行成本低，并实现处理后的污水除污染 物达标排放标准《污水综合排放标准》(GB8978-1996)，其中，CODCr≤1000 mg/L，BOD5≤600mg/L，挥发酚≤20mg/L，甲醛无，易于推广应用，达到 节能减排目的，具有极好的应用前景。