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用催化氧化法处理不饱和聚酯树脂生产废水的实验研究发布日期:2011-04-30阅读:1941字体:大中小双击鼠标滚屏用催化氧化法处理不饱和聚酯树脂生产废水的实验研究李凯荣丁忆郝德彪（南开大学，300072,2，天津天大天久科技股份有限公司，300072)摘要：本文采用中和-蒸馏-催化氧化的方法处理不饱和聚酯树脂生产废水，取得了初步的处理结果，可以达到二级排放标准。该处理工艺流程简便，处理效果稳定，易于控制，出水能够达到国家要求的排放标准。关键词：不饱和聚酯树脂废水中和蒸馏催化氧化1.概述不饱和聚酯树脂生产过程中产生一定量的生产废水，该废水中含有醇醛反应生成的缩水、少量的二元醇和低分子酯类等物质。COD大约在5万至15万mg/l，这种水如果直接排放，会对环境造成严重污染，因此必须处理达标后才能排放。不饱和聚酯树脂生产废水属于高浓度有机化工废水，目前国内外学者对高浓度有机化工废水进行了总结，其特点是：1.1从点元精细化工厂产生的有机污染废水一般有以下几类：(1)工艺废水：生产工艺段生成的浓废水（蒸馏残液、结晶母液、过滤母液、反应残液）(2)洗涤废水：产品或中间产物精制工段的洗涤水、工艺设备的洗涤水。(3)地面冲洗水：此水中主要含有撒落地面的原料、溶剂、中间产品和成品。(4)跑、冒、滴、漏及意外事故造成的污染。(5)工艺设备及辅助设备的冷却水(6)二次污染废水。如来自废水、废气、固体废物处理过程中形成的新污染源。(7)点元厂内的生活污水1.2特点上述废水在点元精细化工厂内往往混杂在一起排放或处理，水质复杂，常具以下特点：(1)水质成分复杂。大部分精细化工产的特点是间歇操作较多，流程长，反应工艺条件和产品分离条件变换频繁、复杂，有机原料（烷烃、不饱和烃、环烷烃、芳烃、萘或多环芳烃、杂环化合物等）和相应溶剂损失较大，副产品多，所以废水中的有机污染成分多，COD来源复杂，水处理难度较大。(2)废水中污染物含量高，又是精细化工生产废水的特点。特别是老工艺生产的产品，由于工艺繁琐、设备陈旧、间歇操作、产品得率低，如：混合二硝基苯铁粉还原法生产间苯二胺，对硝基苯酚铁粉还原生产对氨基苯酚，丙酮三步法合成MIBK，三羟甲基丙烷的生产，老工艺特戊酸的生产，混合二氯苯生产混合苯二酚，香精合成，液体酸均相催化烷基化的反应或酯化反应（氯化铝法催化对氯苯与苯胺缩合制二苯胺，浓硫酸催化合成对叔丁基甲苯）等。(3)COD值高。制药，农药，高档染料及其中间体，香精香料行业中化学耗氧量在几万乃至数十万的废水是常见的。如非催化法的香兰素的生产，乙草胺的生产，马拉硫瞵的生产，沙星类药物的生产等。(4)有毒有害物质多。精细化工废水中含有的多数有机污染物对微生物乃至人畜是有毒的。如：有机卤素化合物、硝基化合物、有机氮化合物、偶氮化合物、硫醚及砜类化合物、基化合物、芳烃类化合物、有机胺及季铵盐类物质、杀菌剂、表面活性剂等。生物难降解物质多。上述所举各类有机化合物。(6)有的废水中盐分很高，如：丙烯腈生产废水、萘系磺酸盐废水、异氰脲酸生产废水、香兰素生产废水、CLT酸生产废水、农药生产中盐析、酸析、碱析废水经中和后形成含盐废水。高浓有机废水大多色度高如染料、农药的生产废水色度常常是几千到几万倍。精细化工废水常有强酸或强碱性。农药生产中盐析、酸析、碱析废水，H酸生产废水，CLT酸生产废水。有的精细化工废水中悬浮物较多。1.3国内精细化工废水的种类1.3.1不同精细化工单元废水制药及中间体废水、农药及中间体废水、染料及中间体废水、合成高聚物废水、生物发酵制糖或制醇、酮废水（木薯淀粉加工或玉米淀粉制木糖醇废水、玉米芯制山梨醇废水、淀粉发酵生产乙醇废水）、合成香料废水、基础有机化工废水、制革、化妆品及洗涤剂合成等日用化工废水。1.3.2精细化工废水中主要的污染物组成：精细化工废水中主要的污染物组成为：烷烃及不饱和烃类废水、芳烃及多环芳烃类废水、卤代烃废水、含醇废水、含醚废水、含酮废水、羧酸废水、有机酯类废水、含酚废水、醌类废水、酰胺废水、有机腈废水、硝基苯废水、有机胺废水、有机硫废水、有机磷废水、杂环化合物废水、高聚物废水（聚乙烯醇、聚间苯或聚邻苯纤维、环氧树脂、聚乙烯基树脂、PET,聚异丁烯合成、聚合碳五及碳九石油树脂等等）、氨氮废水、含盐废水、含酸或碱废水、炼油或石化装置含油废水。2.本课题需要处理的废水水质及水量某生产厂产生的不饱和聚酯树脂生产废水水质及水量情况见表1。3.处理后出水水质出水必须达到《国家污水综合排放标准》(GB8978-1996）中的二级排放标准的要求，各项指标参见相关标准，具体见表24.废水实验处理过程4.1主要处理工艺根据厂方提供的废水样品，我们进行了有针对性的实验研究，经过反复多次的不同试验方法的探索，提出了一种可以满足不饱和聚酯树脂生产废水处理的试验工艺。其基本工艺流程如下：4.2实验目的虽然该种废水有一定的可生化性，但是我们不建议用生化法进行处理，因为其中含有二元醇和有机酸类，特别是含有残余聚合物这样分子量较大的物质时，在一般情况下，此种废水是比较难生化处理的。由于废水呈酸性，所以我们先用碱性物质进行中和，而且在废水中的物质其沸点都比水高，所以先蒸出大部分水，部分二元醇回用系统，剩余的较高沸点的物质可以加上一些冲洗水进行催化氧化，最后达标排放。5.催化氧化方法处理高浓度有机化工废水5.1方法原理及废水处理用催化剂的制备开发出纳米级高比表面积，高活性，高稳定性催化氧化处理高浓生物难降解有机废水用催化剂，其采用溶胶一凝胶法与超临干燥发法组合先制备出三元或四元的复合氧化物纳米粉末，然后机械成型和油中成型为异型或球担体，喷浸过渡金属组分后制得该催化剂，其特点氧化活性高，使氧化剂从而释放OH加快，浓度增高利用率提高，寿命长，每公斤催化剂可处理500-1000吨高浓度有毒，难生物降解有机废水，从而使实际运行费用大大降低，催化剂在废水处理费用中仅占0.3-0.5元／吨，因而经济实用性很好。经过数年攻关，利用溶胶-凝胶法和超临干燥法开发出以三元或四元纳米复合粉体为担体，过渡金属Fe，CO，Zn，Cu，Ni，W，V中几种组分为主催化元的氧化催化剂，其对CODr=10-300mg/1，色度（＞1000），高浓，高色度，有毒难生物降解废水的处理非常有效且条件温和，平均反应温度70+_l0℃,反应压力不大于0.1Mpa,液空速1.8h-1,氧化剂采用空气或臭氧，COD胶除率96%,脱色度99%，BODs/CODr0.55可生化性很强，再经简单处理后即可达标排放，具有很好的产业应用前景，该类型催化剂的关键是Ti02-SiO2-AL2O3-稀土元素复合纳米粉体的制备，该复合粉体制备的催化剂骨架即担体，比表面积大大于等于480平方米／g,表面BATA酸，L酸共存，且总酸度大于等于0.288g/m2。与国内外同类催化剂相比活性，稳定性均占优势，且价格仅为贵金属催化剂的1/l0。5.2技术创新点利用溶胶-凝胶法和超临干燥法开发出以三元或四元纳米复合粉体为担体，过渡金属Fe，CO，Zn，Cu，Ni，W，V中几种组分为主催化元的氧化催化剂，其对CODr=10-300mg/1，色度（1000)，高浓，高色度，有毒难生物降解废水的处理非常有效且条件温和，年均反应70+_l0℃,反应压力不大于0.1Mpa,液空速1.8h-1，氧化剂采用空气或臭氧，COD胶除率96%，脱色度99%，BODs/CODr0.55可生化性很强，再经简单处理后即可达标排放。6.试验结果与讨论6.1直接催化氧化的实验如果不考虑资源回用，我们可以在中和后直接进行催化氧化处理，其试验结果见表3。6.2蒸馏后进行催化氧化处理的实验如果希望从废水中提取有用的物质，我们建议首先进行隔油沉淀、精馏等预处理，不仅可以去除大部分COD，而且可以得到我们所需要的物质，获得一定的经济效益，可以做到绿色化工，“零排放”，但是成本略高。7.结论(1)不饱和聚酯树脂生产废水属于高浓度有机化工废水的一种，经过简单的预处理后，可以用催化氧化的方法进行处理，能达到较稳定的处理效果，并能达标排放。(2)对于高浓度的有机化工废水，我们建议采取“零排放”，通过沉淀、精馏等方法去除大部分COD,回收有用的物质，返回生产系统中。(3)该工艺的主要技术是催化氧化用的废水催化剂，通过负载不同的活性金属催化剂，在常压常温下，氧化剂采用空气或臭氧，快速分解废水中的有机物，从而达到降低COD的目的。华为的创新发展之路华为是一家创新型的企业吗？前不久，欧洲一家通信制造商的高管在一个非正式场合这样讲道：过去20多年全球通信行业的最大事件是华为的意外崛起，华为以价格和技术的破坏性创新彻底颠覆了通信产业的传统格局，从而让世界绝大多数普通人都能享受到低价优质的信息服务。然而，令人纳闷的是，“创新”一词在华为的“管理词典”中却不多见，在任正非20多年来的上百次讲话、文章和华为的文件中，“创新”是被提到最少的。尤其在近两年所谓的“互联网思维”大行其道、风靡整个中国产业界的氛围下，任正非却在华为15万员工中大谈以乌龟精神追赶龙飞船，要求上上下下“拒绝机会主义”，沿着华为既定的道路，并且不被路旁的鲜花所干扰，坚定信心地朝前走……那么，这一切背后到底反映着什么样的企业哲学观，以及在哲学观基础上的华为的创新理念和创新实践、创新故事？一、关于创新：追随·连续·颠覆追随型创新就是模仿。中国大量互联网公司、科技企业的所谓创新，都应该属于追随型创新，包括华为的早中期，甚至在今天，很多产品都属于追随型创新。这跟我们的文化有很大关系。中国教育与美国教育的不同是，美国从孩子开始，就让他们展开大视野，培养他们领袖精神的成长。而中国重在培养孩子的循规蹈矩的工匠精神，工匠文化的背后是模仿型思维。由于历史、文化、制度等诸多因素的影响，东方民族在模仿式创新方面非常有智慧——日本人在这方面尤其突出。但在颠覆性创新方面，在另辟蹊径的创新方面，我们与西方国家尤其是美国相比，有很大的缺陷。但是，这也不完全是坏事。几年前有两位美国学者在一篇相对客观严谨、不带偏见的报告中评价说，中国人的创新本质不在常规的突破层面上，而在于对现有突破的商业化运筹方面。换而言之，美国人认为，创新应是一次大飞跃，而中国式创新是通过一连串的增量式步骤逐步完成的。这里面包含了两层意思：一个是中国式的追随型创新，更多是建立在商业层面。第二，它是一种增量式的突破，而非爆炸式的突破。这篇文章的题目叫做“建立连接——中国电信巨人的崛起”，文章对中国电信企业尤其是华为的创新实践是充分肯定的。连续型创新一部人类的文明史是由一个一个的鬼神构成的，耶稣、孔子、释迦牟尼、穆罕默德、柏拉图、华盛顿、卢梭，包括爱因斯坦等等，他们是神，当然也是鬼。有些人更多是鬼，有些人更多是神，但是历史记住了他们。他们从不同的领域，政治、学术、科技等领域，无不对他们所处的时代带来了某些爆炸性的破坏，或者爆炸性的进步。从短镜头来看，历史充满了断裂，但是从长镜头看，一个一个的断裂，使得大事件都不过是文明一个一个的连接点，连续性才是文明的常态。也就是说，那些伟人们——伟大的政客、哲学家、科学家——他们在某一阶段的某一方面带来了爆炸式的创新，或者说颠覆，但是，一个技术、一种观念，最终要真正形成对人类历史进程影响的时候，需要很多准伟人，亚卓越的普通人——普通的政治家，普通的科学家，普通的商人们——把爆炸性的东西，进一步细化、进一步逻辑化。颠覆性创新在它出现的早期一般都是粗糙的，小众的，离市场化比较远的。当颠覆性创新期待达成对历史进步、对商业生态的巨大改变时，就需要很多很多的人，对其进行来自不同方面的细化、逻辑化、商业化。所以，科技进步的逻辑是什么呢？爆炸性发明与建立在填补空白基础上的完形化研究，以及不断扩大化的市场应用，这两者的互为补充和完善，才能构成对人类发展的广泛改变和深刻影响。这也就是说，我们既需要颠覆性创新，但更常态的东西则是对颠覆性创新的应用化、市场化，包括进一步完善化。二者缺一不可。客观地说，华为的20多年更多的