氨基廢水的預處理研究

氨基廢水是塗料行業(ye) 廢水的主要汙染源，CODCr濃度高達20×104～35×104mg／L，如采用室外自然加熱揮發，會(hui) 引起二次汙染（空氣汙染）。若直接處理CODCr負荷衝(chong) 擊大，影響後續生化處理。針對氨基廢水有機物濃度高、易揮發、沸點差異大等特點，我們(men) 進行了幾種不同處理方法的試驗研究。以下著重介紹蘋取、化學反應沉澱、酸性或堿性條件下蒸餾、多級精餾等試驗結果。 

1 廢水的主要成份 

　　氨基廢水大部分來自甲醛原料和反應生成水，CODCr平均濃度為(wei) 22.7×104mg／L，每天排放水量約占投料量的40％左右，氨基廢水主要成份：甲醛3％～5％，甲醇7％～10％，丁醇6％～10％，還有小部分水溶性氨基樹脂，脲醛樹脂及未反應*的三聚氰胺、尿素等。[1] 

2 試驗方法與(yu) 結果分析 

　　氨基廢水處理試驗原水樣CODCr為(wei) 22.7×104mg／L。每次試驗取廢水量為(wei) 1000mL，按如下方法進行試驗。
2.1 靜置分離
　　氨基廢水中含有部分氨基樹脂，在預處理前用靜置分離法進行回收，試驗結果見表1。 

　　樹脂回收後不僅(jin) 可以降低廢水的粘度，增加流動性，而且CODCr也下降了9.7％，回收的樹脂可重新用於(yu) 生產(chan) 。
2.2 萃取
　　廢水中丁醇含量高，丁醇在二甲苯中的溶解性遠比在水中大，可以用二甲苯萃取水中的醇，而二甲苯與(yu) 丁醇的混合物可以作為(wei) 稀釋劑再使用[2]。萃取試驗結果見表2。 

　　用二甲苯革取水中的丁醇，革取回收率可達11.9％，但二甲苯的用量太大，明顯增加了處理費用；而且在萃取過程中還發現分離界麵不易控製，很難操作，故不宜采用。
2.3 化學反應
2.3.1 堿性條件下反應
　　將原水樣各取1000mL分成二組，分別在堿性條件下加尿素進行反應，一組先用三聚氰胺進行沉澱，然後過濾，母液再常壓蒸餾脫醇；一組加尿素後直接蒸餾脫醇進行對照；試驗結果顯示在堿性條件下廢水加尿素反應並不產(chan) 生沉澱，用三聚氰胺處理後CODCr的去除率也沒提高，故也不宜在堿性條件下加尿素反應。
2.3.2 酸性條件下反應
　　先調整廢水的pH至2.0，在酸性條件下，甲醛與(yu) 尿素反應生成甲基基沉澱（白色、疏鬆狀）[3]。反應式如下： 

　　然後用不同數量的尿素除甲醛，過濾沉澱，母液再進行常壓或減壓蒸餾脫醇，收集在64～94℃溫度下的餾份，結果見表3。 

　　由表3可知，在酸性條件下先加尿素除甲醛再蒸餾脫醇，其工藝是可行的，但在實際試驗中發現生成的甲基堿沉澱不易從(cong) 反應器中分離，也不易過濾，且含水率高；一次性蒸餾出的醇類明顯低於(yu) 堿性條件下的數量。另外，在減壓條件下蒸餾還發現餾份溫度很窄，蒸餾速度過快，終點難以控製，而且對設備的要求也較高，這樣增加了操作難度，而常壓蒸餾亦能達到預期的分離效果，故以選用常壓蒸餾為(wei) 宜。
　　2.4 在堿性條件下先常壓蒸餾脫醇，再調PH至2.0加尿素反應除甲醛，試驗結果見表4。 

　　由表4可知，在堿性條件下蒸餾脫醇回收的醇比酸性條件下先沉澱後蒸餾脫醇回收的醇明顯增多，經色譜分析，餾份中主要的醇類為(wei) ：丁醇60％－70％，甲醇30％－40％；另外不同的蒸餾時間對餾份的體(ti) 積、成份有影響，對CODCr的去除率也有差異，蒸餾時間以2－2.5h為(wei) 好。 

3 多級精餾試驗與(yu) 結果分析 

　　在堿性條件下一次蒸餾脫醇收集到的餾份是含甲醇、丁醇和水的混合物。混合物雖然可以在氨基樹脂生產(chan) 中作原料使用，其中丁醇能與(yu) 氨基樹脂醚化而被消耗，而甲醇因含量低基本不參與(yu) 反應，但甲醇經多次循環後會(hui) 積累起來，到一定量後就參與(yu) 甲醇化反應生成甲醇化樹脂，使樹脂親(qin) 水性增加而降低樹脂的質量[2]。為(wei) 此，針對上述原因和前麵試驗結果，我們(men) 又利用甲醇沸點64℃，丁醇沸點118℃和水沸點為(wei) 100℃，其混合物的共沸溫度為(wei) 94℃的性質。進行了多級精餾試驗，具體(ti) 過程如下：先把氨基廢水pH值調為(wei) 8.8-9.8，再進行常壓精餾，收集64－75℃和76－94℃溫度下的餾份，到塔頂溫度為(wei) 94℃時停止精餾，把剩餘(yu) 液pH值調到2.0－3.0，加尿素2％，升溫反應除甲醛，試驗結果見表5。 

　　經色譜分析，塔頂溫度在64－74℃餾份以甲醇為(wei) 主，約占85％；塔頂溫度在75－94℃餾份以丁醇為(wei) 主，約占90％。為(wei) 了獲得更高純度的丁醇和甲醇，可以利用同套設備進行重精餾。 

4 方案的選擇與(yu) 說明 

　　從(cong) 以上試驗結果可知，氨基廢水采用蒸餾的方式處理是可行的，無論從(cong) 工藝上或CODCr去除效果看，都應該先在酸性條件下加尿素去除甲醛再蒸餾脫醇，這樣既方便又增加CODCr去除率。但是，由於(yu) 加尿素時生成的甲基脲沉澱物疏鬆、含水率高、粘度大給實際操作帶來困難。而在堿性條件下，廢水可以直接進行蒸餾不產(chan) 生沉澱，對設備要求低、操作簡便，CODCr一次性去除率可達60％以上。因此，本文選擇了堿性條件下直接蒸餾脫醇再在酸性條件下加少量尿素（大約2％左右）去除甲醛的處理工藝，該工藝的實際可操作性強，其後續去甲醛過程可直接在室外封閉的地池中進行，這樣就減少了設備投入，沉澱物在水抽幹後可定期清理、外運。 

5 工藝流程 

　　按照上述試驗，氨基廢水預處理工藝確定如下：從(cong) 反應釜底閥放出的下層廢水集中收集後，在貯存池內(nei) 靜置分層，把上層樹脂回收直接回用於(yu) 氨基樹脂生產(chan) 。下層廢水進入調節池，調PH至8.0－9.0，再泵人精餾釜內(nei) 精餾，分別收集64－75℃的餾份和76－94℃的餾份，塔頂溫度達到95℃時停止加熱，整個(ge) 升溫精餾時間約為(wei) 2－2.5sh，蒸餾釜底殘留液放入調節池調pH值為(wei) 2.0－3.0，加尿素2％升溫到60℃反應2h左右，分層後上清液排入大池進入後續生化處理係統；下層沉澱物定期清理。收集後的醇類可用同套精餾裝置重新精餾進行提純，可以有效的提高醇利用率，降低生產(chan) 成本。廢水CODCr去除率達80％以上，達到了氨基廢水的預處理目的。