Очистка сточных вод производств синтетических полимеров и пластических масс

Сточные воды производства феиолоформальдегидных смол содержат, г/л:

Для очистки этих сточных вод применяют регенеративные и деструктивные методы.

3.1.1 Очистка сточных вод методом вторичной конденсации фенола с формальдегидом

Фенол и формальдегид, содержащиеся в надсмольной воде, конденсируют в щелочной среде с получением разолыюй смолы, которая является товарным продуктом. Очистку сточных вод проводит на установках периодического и непрерывного действия. Установка периодического действия включает реактор, оборудованный рубашкой для подачи пара или охлаждающей воды, оборотным холодильником, мерниками и отстойниками. Непрерывно действующая установка включает каскад из четырех последова-тельно расположенных реакторов.

Очистку сточных вод рекомендуется проводить следующим образом. К сточной воде добавляется кальцинированная сода и реакционная смесь нагревается до кипения (90 – 95°С в зависимости от марки смолы). Через 15 – 20 мин добавляется 40% раствор едкого натра до рН = 9 ¸ 11 и смесь выдерживается при температуре кипения в течение 60 – 120 мин до выделения смолы при нейтрализации пробы смеси серной кислотой. По окончании конденсации реакционная смесь охлаждается до 25 – 35 °С и нейтрализуется 20%-ной серной кислотой. Продолжительность выделения смолы при слабокислой реакции среды составляет 16 – 24 ч. После этого отделяют отстоявшуюся воду и сливают готовую смолу.

Очищенная вода содержит, мг/л: фенола – до 100 – 150, формальдегида – до 1000 и метилового спирта – 1500 мг/л (при содержании метилового спирта в исходной воде 2000 мг/л).

По другой схеме сточные воды производства фенолоформальдегидных смол очищают в две стадии: I – вторичная конденсация фенола с избыточным количеством формальдегида в щелочной среде; II – ректификация с целью удаления метилового спирта.

Очистка сточных вод производится конденсацией фенола с формальдегидом в кислой среде с получением также резольной смолы. Приведенные схемы очистки сточных вод производства фенолоформальдегидных смол применимы для других марок смол, изготовленных с использованием крезолов, ксиленолов, п-трет-бутилфенола, дифенилолпропана и других фенолов.

Недостатком метода очистки сточных вод конденсацией при атмосферном давлении является большая продолжительность процесса и соответственно значительный расход тепла, а также высокое остаточное содержание фенола в воде.

Достоинствами метода очистки сточных вод вторичной конденсацией являются: простота аппаратурного оформления, возможность повторного использования очищенной воды и применения полученной смолы в различных отраслях народного хозяйства (в качестве литейного крепителя, при производстве древесностружечных плит, минераловатных изделий).

При условии полной реализации полученной из сточных вод резольной смолы стоимость обезвреживания 1 м3 сточных вод составляет 4 – 6 руб.

Для очистки надсмольных вод производства фенолоформальдегидных смол предложено применять адсорбцию древесными опилками с последующей их обработкой формальдегидом, фенолом, соляной кислотой и конденсацией смеси с получением продуктов, пригодных для изготовления пресс-композиций [2, 3].

3.1.2 Очистка сточных вод методом высокотемпературного парофазного термоокислительного обезвреживания

Надсмольные воды производства фенолоформальдегидных смол обезвреживают в шахтной печи производительностью 10 м3/сутки. Дымовые газы и продукты сжигания органических примесей сточных вод направляются в рекуператор. После рекуператора температура отходящих газов составляет порядка 400°С. Воздух в рекуператоре нагревается до 200 – 320 °С. Рабочая температура в печи – 1000 – 1100 °С. Следует отметить, что при температуре к печи ниже 800 – 900 °С содержание токсичных примесей (фенола, формальдегида) в отходящих дымовых газах превышает предельно допустимые нормы. Расход газа зависит от содержания органических примесей в сточной воде и составляет в среднем 100 – 120 м3/ч. Стоимость обезвреживания 1 м3 сточных вод – 10 – 12 руб.

В циклонной печи обезвреживают сточные воды, имеющие XПК = 235 ¸ 270 г/л и содержащие, % (масс.): фенола – 3,3 – 3,8, формальдегида – 1,2 – 2,6, метилового спирта – 6. Для полного надежного обезвреживания фенола требуется температура 930 – 950°С. Капитальные затраты на строительство цеха огневого обезвреживания составляют около 6 руб. на 1 м3 сточных вод (годовой производительности), а плановая себестоимость обезвреживания 1 м3 – примерно 10 руб. [2, 3]

3.1.3 Очистка сточных вод методом каталитического термоокислительного обезвреживания в парогазовой фазе

Образующиеся при отгонке воды от смолы загрязненные пары направляют на установку парофазного каталитического окисления. Паровоздушную смесь, нагретую до 250 – 300 °С, пропускают через катализатор ГИПХ-105, что позволяет значительно снизить температуру окисления. Очищенные пары конденсируются. С увеличением температуры и времени контакта наблюдается возрастание степени очистки воды.

При оптимальных параметрах процесса обезвреживания

Время контакта, с .………… . 0,4

Коэффициент избытка воздуха …… 1,7

Температура, °С ………….…… 300

Эффективность очистки сточных вод от органических примесей составляет 99,9 – 100%. [3, 4]

3.1.4 Очистка сточных вод жидкофазным термокаталитическим окислением

Сточную воду после очистки методом вторичной конденсации рекомендуется доочищать путем жидкофазного окисления с использованием пиролюзита или регенерированных оксидов марганца.

В сточную воду добавляется серная кислота до 3%-ной концентрации, вводится пиролюзит, подается воздух, затем в реактор подается острый пар, температура воды поднимается до 97 – 98 °С и реакционная cмесь аэрируется в течение 4 – 5 ч. Пиролюзит в процессе окисления находится во взвешенном состоянии. Окисление заканчивается при содержании фенола в очищаемой воде не более 3 мг/л. Затем сточную воду вместе с катализаторами направляют в реактор регенерации оксидов марганца. В смесь добавляется при перемешивании раствор едкого натра до рН = 9 – 11, и образующийся оксид марганца отделяется на центрифуге от очищенной воды [3, 4].

4. Сточные воды производства мочевиноформальдегидных смол

Мочевиноформальдегидные смолы получают путем конденсации мочевины и формальдегида в слабощелочной, нейтральной или слабокислой средах при различных температурах в присутствии разнообразных конденсирующих веществ, при добавлении некоторых растворителей и т.д. В промышленности на установках периодического или непрерывного действия из мочевины и формалина получают конденсационные растворы, растворы смолы и сухие смолы. Обезвоживание реакционной смеси чаще всего производится под вакуумом.

 Скачать реферат