環(huán)氧樹(shù)脂高濃度廢水治理閉路循環(huán)工藝

一、前言

環(huán)氧樹(shù)脂是雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在氫氧化鈉的作用下生成環(huán)氧樹(shù)脂粗品，其副產(chǎn)物為NaCl和H2O。環(huán)氧樹(shù)脂粗品需進(jìn)行精制，才能成為商品環(huán)氧樹(shù)脂。目前國內外進(jìn)行精制的工藝均采用溶劑萃取法，即在環(huán)氧樹(shù)脂粗品、NaCl、H2O及過(guò)量的NaOH的混合物中，加入溶劑。由于NaCl、H2O、NaOH不溶于溶劑，利用密度的差異，將NaCl、H2O及NaOH從樹(shù)脂溶液中分離出來(lái)，為了確保樹(shù)脂的殘留的Cl-離子含量足夠低，一般還需進(jìn)行四次水洗，隨著(zhù)水洗次數的增加，樹(shù)脂中Cl-離子含量不斷降低，廢水中的COD也隨之降低。第一、第二次水洗排放出來(lái)的廢水，其COD值達到7000～15000ppm，根本無(wú)法進(jìn)行生化處理，第三、第四次水洗排放出來(lái)的廢水，其COD值一般小于6000ppm，可直接進(jìn)行生化處理。本文討論的即為環(huán)氧樹(shù)脂高濃度廢水的治理。

二、環(huán)氧樹(shù)脂高濃度廢水治理閉路循環(huán)新工藝

環(huán)氧樹(shù)脂高濃度廢水組分比較復雜，主要可分為三大類(lèi)：

1）有機物：由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷縮聚反應生成環(huán)氧樹(shù)脂中的大分子中間產(chǎn)物，其中還含有少量未完全反應的原料，如雙酚A和有機溶劑甲苯等，成分比較復雜，俗稱(chēng)老化樹(shù)脂。

2）無(wú)機離子：如Na-、Cl-、OH-等。

3）水：樹(shù)脂洗滌中引入的自來(lái)水。

這種復雜成分的廢水目前在國內還沒(méi)有成熟的企業(yè)樂(lè )于接受的治理技術(shù)。為此，無(wú)錫石化總廠(chǎng)與無(wú)錫輕工大學(xué)生物工程學(xué)院合作，首先在實(shí)驗室規模上研制成功了環(huán)氧樹(shù)脂高濃度廢水治理閉路循環(huán)新工藝，其工藝路線(xiàn)如下：

其工藝過(guò)程為：將第一、第二次水洗排放廢水（高濃度廢水）混合進(jìn)入廢水調節池，添加絮凝劑，使有機物（下面簡(jiǎn)稱(chēng)油）與水相分層，油上浮于水相之上。采用上浮溢流法分離除油，除油后的水溶液濃縮，在結晶釜內使濃縮液結晶（結晶主體為NaCl，還有少量為NaOH，以下稱(chēng)為堿鹽），堿鹽結晶與母液分離，其母液循環(huán)進(jìn)入廢水調節池，物流主體構成封閉循環(huán)圈。

由于物流主體構成封閉循環(huán)圈，各單元操作的物性在循環(huán)初期均隨循環(huán)批數的增加發(fā)生了較大幅度的變化，與原廢水有較大差異�？刂聘鲉卧�操作的工藝條件，使循環(huán)在5～6批時(shí)達到平衡態(tài)，即各操作點(diǎn)物性不再變化而在某一數值的上下浮動(dòng)。在平衡態(tài)下操作周而復始。

三、閉路循環(huán)圈的進(jìn)出物料

進(jìn)入循環(huán)圈的物料是樹(shù)脂洗水時(shí)排放的第一、第二次高濃度廢水，離開(kāi)循環(huán)圈的有：
  
1）油，即老化樹(shù)脂，是樹(shù)脂縮聚反應過(guò)程中的中間產(chǎn)物、副產(chǎn)物、反應過(guò)頭的即分子量過(guò)大的樹(shù)脂以及少量沒(méi)有完全溶解的樹(shù)脂、甲苯等，粘性仍很強，可作為粘合劑、油漆添加劑或制造低等級樹(shù)脂的原料，目前正在研究開(kāi)發(fā)中。
  
2）堿鹽，主要為NaCl、小部分為NaOH，可以作為氯堿行業(yè)的原料，或直接作為印染助劑等，市場(chǎng)前景較為廣闊。
  
3）蒸發(fā)凝結水，pH≈6.5，接近中性，Cl-＜80ppm，COD＜500ppm，可作為樹(shù)脂第一、第二次洗滌用水。

四、實(shí)驗數據

采集第一、第二次樹(shù)脂洗滌時(shí)排放的高濃度廢水，以混合后進(jìn)行化驗，其結果為干物質(zhì)濃度10.2%，比重1.06，NaOH2.4%。

按照閉路循環(huán)的工藝，以上述廢水為原料，不間斷連續循環(huán)6批，其結果如下：

注：第6批在操作時(shí)，有少量母液帶入蒸發(fā)凝結水中，即便如此，Cl-濃度也只有81.7ppm，低于自來(lái)水中的規定濃度250ppm，作為第一、第二次洗滌用水應符合要求。

從上表可知，運行到第五批已基本接近平衡，因此采用環(huán)氧樹(shù)脂高濃度廢水治理閉路循環(huán)新工藝既可解決高濃度廢水的環(huán)境污染問(wèn)題，又可變廢為寶，降低廢水治理運行成本，增加副產(chǎn)品的銷(xiāo)售收入，是較為先進(jìn)的廢水綜合治理工藝技術(shù)。

五、10000噸環(huán)氧樹(shù)脂高濃度廢水治理裝置的設計

根據實(shí)驗結果，無(wú)錫石化總廠(chǎng)與無(wú)錫輕工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院進(jìn)行了聯(lián)合設計，投資概算為300萬(wàn)元人民幣，選用的主要設備有：

六、廢水治理裝置的試運行

一九八年十一月初，10000噸環(huán)氧樹(shù)脂高濃度廢水治理裝置按裝完畢，進(jìn)行調試運行，到十二月中旬，經(jīng)過(guò)對各工藝操作參數的摸索調整，已進(jìn)入正常運行。為此，在試運行及正常運行階段，我們對離開(kāi)閉路循環(huán)圈的物料進(jìn)行了監測，蒸發(fā)凝結水溫度為70～80℃，pH為6.0～7.0，Cl-為80～175ppm，NaOH濃度為27～32%，NaCl含量為3～5.7%, 比重為1.32～1.38,堿鹽中NaCl含量為92～94%, NaOH含量為2.5～3.7%，水份為4.0～5.3% 。

該工藝操作比較容易掌握，流程比較合理，離開(kāi)循環(huán)圈的物料均得到了有效的利用，蒸發(fā)凝結水作為第一、第二次洗滌用水，NaOH作為樹(shù)脂縮聚反應的原料，堿鹽作為印染助劑銷(xiāo)售，運行成本較低。經(jīng)過(guò)四個(gè)月的試運行和運行，達到了設計要求。

七、結論

環(huán)氧樹(shù)脂廢水治理閉路循環(huán)是一種全新的工藝，具有運行成本操作容易掌握，無(wú)兩次污染等特點(diǎn)，在九八年太湖流域廢水達標排放中，使無(wú)錫石化總廠(chǎng)順利通過(guò)達標排放驗收，適合于全國各地環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)行業(yè)，具有很高的推廣應用價(jià)值。