環(huán)氧樹脂廢水閉路循環(huán)理論的探討
1 廢水閉路循環(huán)理論
閉路循環(huán)工藝是指在生產(chǎn)流程中相對較后的生產(chǎn)工序產(chǎn)生的某種物料全部或部分經(jīng)處理或直接被重新回用于相對較前的生產(chǎn)工序的生產(chǎn)工藝。如圖1 所示某生產(chǎn)工藝共有七道工序，物料E為產(chǎn)品，物料B被回用到工序B，物料C被回用于工序C，他們各自形成閉路循環(huán)。閉路循環(huán)工藝很早就被用于生產(chǎn)過程當(dāng)中，以提高物料的利用率。近年來，隨著清潔生產(chǎn)概念的提出和日益為人們重視，人們開始致力于研究開發(fā)清潔生產(chǎn)的工藝和技術(shù)。
2 環(huán)氧樹脂高濃度有機(jī)廢水閉路循環(huán)處理新工藝
環(huán)氧樹脂高濃度廢水是有機(jī)無機(jī)混合物，成分復(fù)雜，主要可分為三大類：
(1)有機(jī)物 是由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷縮聚反應(yīng)生成環(huán)氧樹脂過程中的大分子中間產(chǎn)物，其中還含有少量未完全反應(yīng)的原料如苯酚、丙酮和有機(jī)溶劑甲苯、丁醇等，成分復(fù)雜，俗稱老化樹脂；
(2)離子 如Na+、Cl-、OH-等，來源于生產(chǎn)原料和反應(yīng)的副產(chǎn)物；
(3)水 樹脂制造工藝中引入的純水。
國際上環(huán)氧樹脂廢水有兩種處理方法，焚燒法和稀釋生化法。焚燒法處理工藝，即先濃縮脫鹽，再進(jìn)焚燒爐焚燒處理。其缺點一是投資大；二是運(yùn)行費(fèi)用高，因為焚燒耗油量大，所產(chǎn)生的廢氣還需經(jīng)洗滌噴淋才能排空，每噸廢水處理費(fèi)用高達(dá)250～300元人民幣；三是焚燒爐常被殘余的鹽和堿類灰分堵塞，影響正常操作。而稀釋生化法是將廢水先稀釋，然后進(jìn)行生化處理。廢水稀釋的目的主要是減輕廢水中Cl-和甲苯對微生物的毒害，同時廢水的BOD與COD之比小于0.2，生物可降解性極差，由于環(huán)氧樹脂廢水中主要有機(jī)成分為大分子中間產(chǎn)物，不能被微生物利用，因此，生物降解法消除COD的能力極其有限。廢水如實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，主要依靠稀釋的作用；如果采用稀釋生化法，處理系統(tǒng)的投資也要1500萬元人民幣左右，運(yùn)行費(fèi)用也很高。
環(huán)氧樹脂清潔生產(chǎn)是新技術(shù)集成，以環(huán)氧樹脂高濃度廢水治理閉路循環(huán)新工藝為核心，以環(huán)氧樹脂洗滌水套用技術(shù)和老化樹脂資源化技術(shù)為輔，三個技術(shù)有機(jī)組成的生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)。通過環(huán)氧樹脂高濃度廢水治理閉路循環(huán)新工藝將環(huán)氧樹脂廢水分成老化樹脂、結(jié)晶NaCl、蒸發(fā)冷凝水和液堿回用，初步解決環(huán)氧樹脂廢水的污染問題。而環(huán)氧樹脂洗滌水套用技術(shù)可以大幅度的降低環(huán)氧樹脂廢水的體積，從而降低環(huán)氧樹脂高濃度廢水治理閉路循環(huán)新工藝的蒸發(fā)量。老化樹脂中含有一定量的環(huán)氧樹脂成品和甲苯，回收老化樹脂中的這些有用成分不但可以大大提高廢水處理的經(jīng)濟(jì)效益，而且降低老化樹脂進(jìn)一步處理的費(fèi)用。這樣三個技術(shù)有機(jī)結(jié)合形成的環(huán)氧樹脂清潔生產(chǎn)技術(shù)可以達(dá)到最優(yōu)的處理效果，實現(xiàn)環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。
環(huán)氧樹脂生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要來源于樹脂的洗滌提純，這種廢水屬高濃度有機(jī)廢水與無機(jī)廢水的混合物，老化樹脂與含鹽堿廢水的分離是廢水處理的關(guān)鍵。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)廢水中含有一定量的堿可以有效地分出老化樹脂、氯化鈉和氫氧化鈉，據(jù)此可以建立閉路循環(huán)工藝流程，如圖。
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老化樹脂可以進(jìn)一步處理，回收其中的環(huán)氧樹脂和甲苯；NaCl結(jié)晶可以作為工業(yè)鹽出售；冷凝水溫度較高，可以回用作為洗滌水，液堿也可回用生產(chǎn)。采用閉路循環(huán)的方式，廢水中的大部分有用物質(zhì)基本得到回收利用。
從上面實例可以看出，閉路循環(huán)工藝之所以可以成為某些產(chǎn)品清潔生產(chǎn)的主體技術(shù)，主要有兩個原因，一是形成閉路循環(huán)后，如果循環(huán)是無限的，則可實現(xiàn)高濃度廢水的“零排放”，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)；如果循環(huán)是有限批次，那么高濃度廢水的排放量大大減少，廢水處理的負(fù)擔(dān)也可大幅度降低。二是利用閉路循環(huán)工藝，可以回收廢水中幾乎全部有用的成分，實現(xiàn)資源的再利用，有一定的經(jīng)濟(jì)效益。因此，對于許多產(chǎn)品，采用閉路循環(huán)工藝是建立有一定經(jīng)濟(jì)效益的清潔生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵。
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