乔斯·路易斯·坎波斯Gmez Anuska Mosquera畜栏Ramn Mndez Pampn和容谢霆锋挂
内容
19.1 759年一代的废水
759年19.1.1生产过程
762年19.1.2废水的特性
19.2生物处理762
762年19.2.1生物过程和策略
19.2.2生物过程之间的相互作用和化合物764
19.3 771年污水处理技术
771年19.3.1厌氧处理
19.3.2有氧治疗772年
19.3.3治疗结合硝化和反硝化单元773
19.4指南废水的污水处理厂的设计
含有甲醛和尿素775
775年19.4.1决策树结构
19.4.2建议776
引用777年
19.1代的废水
19.1.1生产过程
每年产生约一百万吨的脲醛树脂是世界各地。超过70%的脲醛树脂被森林产品行业。生产中使用的树脂粘合剂的粘结颗粒板(脲醛用于工业的61%),中密度纤维板(27%)、硬木胶合板(5%),和作为粘结层压胶(7%)家具产品,覆盖板,和内部冲门,例如。
脲醛树脂是热固性树脂的最突出的例子通常称为氨基树脂,由ca。全世界80%的氨基树脂生产。三聚氰胺甲醛树脂构成的大部分这类树脂的其余部分,与其他少量的树脂生产的其它醛类或氨基化合物(特别是苯胺),或两者兼而有之。
氨基树脂常用于修改其他材料的属性。这些树脂被添加在处理不同的产品,如纺织品(传授永久出版社
特征)、汽车轮胎(改善橡胶的粘合帘子线),纸(改善其强度,尤其是湿),和特殊丙烯酸(改善他们的治疗)。氨基树脂也用于成型产品,如电气设备、瓶帽、按钮、餐具和生产台面。
脲醛树脂作为胶粘剂主要森林产品行业,因为他们有许多优点,包括低成本、易于使用在各种各样的养护条件下,固化温度低,水溶性、抗微生物和磨损,硬度、优秀热性能、缺乏色彩,尤其是在固化树脂。
与脲醛胶粘剂相关的主要缺点是与其他热固性木材胶粘剂相比,酚醛树脂和高分子二异氰酸酯等,是他们缺乏抵抗潮湿的条件下,特别是在结合热量。这些条件导致的逆转bond-forming反应和甲醛的释放,所以这些树脂通常用于制造产品仅供内部使用。然而,即使用于内部目的,缓慢释放的甲醛(疑似致癌物质)从产品保税与脲醛胶粘剂。
19.1.1.1化学脲醛树脂形成的
脲醛树脂的合成发生在两个阶段。在第一阶段,尿素被添加甲醛hydroxymethylolated氨基脲组(图19.1)。这个反应实际上是一系列反应,导致mono的形成,di -, trimethy-lolureas。Tetramethylolurea似乎没有产生,至少不是检测量。甲醛与尿素发生在整个pH值范围内,但反应速率依赖于pH值。
第二阶段的脲醛合成由methylolureas凝结的低分子量聚合物。这些缩合反应发生的速度是非常依赖于pH值(图19.2),在实际应用中,只发生在酸性小灵通。脲醛树脂的分子量的增加在酸性条件下被认为是反应形成的组合如下:
1。亚甲基氨基氮之间的桥梁,羟甲基的反应和氨基反应的分子(图19.3)
2。亚甲基醚反应的联系两个羟甲基组(图19.3 b)
3所示。从亚甲基醚亚甲基联系联系分裂出的甲醛(图19.3摄氏度)
图19.1形成mono - di -, trimethylolurea添加尿素甲醛。
NHCH2OH
NHCH2OH HOH2CHN
NHCH2OH HOH2CHN
NHCH2OH
加成反应
\缩合反应\
9 10 11 12
图19.2 pH值的速率常数k的影响(实线)和缩合(虚线)尿素和甲醛的反应。
4所示。亚甲基羟甲基的反应组织联系分裂水和甲醛(图19.3 d)
pH值之间的差异的脲醛树脂合成的两个阶段是利用生产的树脂(图19.2)。一般来说,商业生产脲醛胶粘剂树脂进行的两个主要步骤。第一步由methylolureas形成的基本条件下(pH值8 - 9),允许methylo-lation反应继续在缺乏反应涉及methylolureas的凝结。
神经失NHCH2OH H2N NHR神经NHCH2HN NHR
神经失NHCH2OH HOH2CHN NHR神经NHCH2OCH2HN NHR
神经失NHCH, OCH2HN NHR神经NHCH2HN NHR H H
神经失NHCH2OH HOH2CHN NHR神经NHCH2HN NHR H H
图19.3 methylolureas缩合反应形成(a)亚甲基氨基氮之间的桥梁,(b)亚甲基醚的联系,(c)和(d)亚甲基的联系。这些类型的反应生产高分子量低聚物和聚合物。
在第二步中,反应混合物被带到酸条件下,会于长滩举行的pH值5,缩合反应进行,直到达到所需的粘度。之后反应混合物冷却和中和。
一个acidic-cure催化剂添加到脲醛树脂作为胶粘剂之前。氯化铵和硫酸铵是最广泛使用的树脂催化剂森林产品行业。各种各样的其他化学物质可以作为催化剂使用,包括甲酸,硼酸,磷酸hexamethylenetetramine、草酸和酸盐。
树脂治疗通常是在120°C的温度和pH < 5。期间发生的反应的最终治愈树脂被认为是类似于那些发生在methylolureas酸缩合。这些反应导致交联聚合物网络的形成硬化的特性,固化树脂。
19.1.2废水的特性
生产过程中产生的废水的工厂内的树脂起源于不同的操作。生产过程的废水主要来源于清洗操作的反应堆,储罐,从甲醛生产的塔过滤器,过滤器的反应堆。处理的另一个来源包括泄漏发生在反应堆的树脂转移到存储从这些坦克和卡车用于分发给其他工厂。
因为工厂的流程进行,预期化合物废水甲醛、尿素和这些化合物的聚合物。这种工厂的全球废水的特点是高化学需氧量(COD)(主要是由于甲醛),氮的相对高值(由尿素和共聚物)和低磷和无机碳含量。树脂工厂的废水的主要特点是显示在表19.1。
19.2生物处理19.2.1生物过程和策略
胶粘剂行业产生的废水含有高浓度的碳和氮的化合物。选择治疗这些废水过程将取决于他们COD / N比率。当COD / N比率高,一个厌氧处理是最好的选择,因为它将节省成本
表19.1
从树脂工厂废水的特性
表19.1
从树脂工厂废水的特性
比达尔et al.1 |
加里多et al.2 |
加里多et al.3 |
Eiroa et al.4 |
|
鳕鱼(g / L) |
0.46 - -3.9 |
1.1 - -4.1 |
0.46 - -4.0 |
0.12 - -6.85 |
甲醛(g / L) |
0.22 - -4.0 |
0.20 - -2.8 |
0.22 - -4.0 |
0.007 - -2.7 |
TKN (g / L) |
0.12 - -0.81 |
0.13 - -0.70 |
0.11 - -0.80 |
0.056 - -1.46 |
N-NH + (g / L) |
0.003 - -0.018 |
- - - - - - |
- - - - - - |
0.006 - -0.36 |
TSS(毫克/升) |
19 - 150 |
- - - - - - |
- - - - - - |
12 - 664 |
VSS(毫克/升) |
16 - 140 |
- - - - - - |
- - - - - - |
- - - - - - |
pH值 |
- - - - - - |
- - - - - - |
7.1 - -11.2 |
6.5 - -9.6 |
TOC (g / L) |
- - - - - - |
0.30 - -2.08 |
- - - - - - |
- - - - - - |
碱度(mg碳酸钙/ L) |
- - - - - - |
- - - - - - |
- - - - - - |
167 - 2000 |
P-PO43——(毫克/升) |
- - - - - - |
- - - - - - |
- - - - - - |
-31 - 0.1 |
鳕鱼、化学氧气需求;TKN,总凯氏氮;TSS、总悬浮物;VSS,挥发性悬浮固体;TOC,总有机碳。
鳕鱼、化学需氧量;TKN,总凯氏氮;TSS、总悬浮物;VSS,挥发性悬浮固体;TOC,总有机碳。
(低能量、低污泥生产)。在这个过程中,甲醛是退化的甲烷和二氧化碳、尿素水解铵:
厌氧甲醛的降解
尿素水解
一般来说,唯一使用厌氧阶段并不足以减少鳕鱼足够达到所需的浓度处理,和氮的浓度的化合物仍然几乎不变。因此,去除氮化合物和剩下的鳕鱼,一个基于硝化-后处理反硝化过程是必要的。这一过程可用于post-denitrifying或predenitrifying配置(图19.4)。
19.2.1.1 Postdenitrifying配置
在这种情况下,废水是美联储好氧反应器在剩下的甲醛氧化成二氧化碳方程(19.3)和尿素水解成氨。这然后氧化氨硝酸方程(19.4)。硝酸去反硝化单元,减少了二氮气体的电子供体,它通常是由有机物质方程(19.5)。因为甲醛氧化在第一单元、甲醇通常被添加到执行这个过程,生产运营成本的增加。
有氧降解甲醛的
CH2O + O2 ^二氧化碳+水
Postdenitrification
废水甲醛尿素
-
- 甲醇
Predenitrification
废水甲醛尿素
甲醛
甲醛
废水甲醛尿素
NH + |
||||
尿素水解 |
硝化作用 |
|||
反硝化作用除甲醛 |
除甲醛 |
|||
我 |
不, |
图19.4 Postdenitrification和predenitrification配置包含甲醛和尿素废水的处理。 废水 图19.4 Postdenitrification和predenitrification配置包含甲醛和尿素废水的处理。 硝化作用 NH4 + + 2 +水+ 2 H + O2 ^不”(19.4) 反硝化作用 4不”+ 5 CH2O二氧化碳^ 2 n2 + 5 + 3 H2O + 4哦”(19.5) 19.2.1.2 Predenitrifying配置废水是缺氧的单位提供,硝酸硝化单元脱氮的回收使用甲醛作为电子供体。当废水的COD / N比率高,甲醛的厌氧降解和脱氮可以发生在同一单位,最后一个过程有偏爱热力学原因。3尿素的水解也缺氧反应器中进行。含氨废水和低浓度的甲醛是美联储有氧舱,氨在哪里硝化硝酸和剩下的甲醛氧化。这个配置的缺点是依赖性的除氮的百分比回收有氧和缺氧的单位之间的比例: ^在哪里脱氮的百分比和R之间的循环比好氧和缺氧的单位。 如果废水的COD / N比率很低,一个更好的选择是使用no3却没有先前的厌氧消化阶段为了保持脱氮的有机物。 19.2.2生物过程和化合物之间的相互作用 保持稳定的生物处理废水含有甲醛和尿素是复杂的因为一些化合物产生毒性作用的过程。图19.5显示了可能的毒性不同化合物之间的相互作用和过程。 复合过程 复合过程
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