專利名稱：脲醛樹酯廢水處理及所得液體肥料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脲醛樹脂廢水的處理工藝技術(shù)及由此工藝方法得到的液體肥料。脲醛樹脂的生產(chǎn)，在國內(nèi)外都相當普遍。在樹脂的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生含有大量有機物的廢水，為了濃縮樹脂而真空脫水得到的抽脫水，其CODcr值大約為15～20萬PPm，其中含甲醛約1～2%，含甲醇約10～16%，總氮約0.05～0.5%。直接排放這種廢水會嚴重污染環(huán)境。目前，國內(nèi)外關(guān)于脲醛樹脂廢水的處理工藝，有如下報導蘇聯(lián)的kykObckuǔ化學工廠，在處理抽脫水時，首先回收甲醇，然后在PH＝1～2的廢水中加入尿素，使尿素與甲醛的克分子比約為1∶1，在90℃下反應(yīng)3小時，反應(yīng)生成亞甲脲不溶性化合物及其衍生物的沉淀(1)。將其用作氨基塑料的摻合劑，但同時必須改造塑料生產(chǎn)加工工藝。上層水用石灰石中和后作清洗水使用或進一步經(jīng)生化處理后才能排放。日本谷山羊一郎將設(shè)備洗滌水靜置沉淀2天以上，取出沉淀，經(jīng)脫水干燥后即得到固體脲醛緩效肥料(2)。上述二個方法都有一定的經(jīng)濟效益，是可取的。但作為處理廢水的環(huán)保項目，主要應(yīng)該看廢水是否得到了無害處理，應(yīng)以對廢水的無害處理為主，回收產(chǎn)品為副。蘇聯(lián)的方法，回收甲醇及固體后的廢水，仍然達不到排放標準，還需生化處理，要大量占地、投資和設(shè)備運轉(zhuǎn)費等，作清洗水用則存在二次污染。日本的方法對回收沉淀后的廢水未作處理?？傊?，上述二種方法都沒有徹底解決廢水的無害處理問題。
本發(fā)明的目的是提供一種新的脲醛樹脂廢水的處理工藝技術(shù)及由本工藝方法得到的產(chǎn)品。此工藝除可徹底消除廢水的污染外，還可得到對農(nóng)作物肥效顯著的液體肥料和有較大經(jīng)濟效益的固體緩效肥料。
根據(jù)美國《NEWFERTILIZER，MATERIALS》一書所述(3)。尿素-甲醛縮聚物只要控制在一定的縮合程度之內(nèi)，就是一種良好的緩效肥料，該肥具有肥效長，不隨水流失，不使土壤板結(jié)，不會燒壞植物的根，無毒等優(yōu)點。同時，我們也知道，土壤中存在著龐大的微生物群，利用這些微生物來處理某些有機廢水的土地處理法，亦是生物工程的一部分。即對某些有害物質(zhì)的含量只要控制在一定濃度范圍內(nèi)，微生物不僅能把這些物質(zhì)分解掉，并且可以變成對植物有益無害的物質(zhì)。
將上述理論應(yīng)用于脲醛樹脂廢水的處理工藝中，我們首先考慮到脲醛樹脂廢水中含有的大量甲醛是影響土壤微生物正?；顒拥闹饕颍缒軐⑵浣档偷揭欢ㄖ狄韵?，不僅不會影響微生物的正常活動，反而會被土壤中的微生物分解成對土壤有益的物質(zhì)。鑒于這一想法，本工藝為了降低甲醛的含量，首先回收甲醇，然后在鑫底液中加入過量尿素，選擇適宜的工藝條件，進行縮聚反應(yīng)，使甲醛降到最低限度，這個處理廢水的工藝，不僅能徹底消除污染，還可以得到對農(nóng)作物有益的液體肥料。


圖1為本發(fā)明設(shè)計的工藝路線將脲醛樹脂廢水精餾后得到甲醇，在鑫底液中加入尿素進行縮合反應(yīng)。過濾，其中濾液用石灰乳中和得液體肥料。沉淀物經(jīng)脫水干燥得固體緩效肥。
脲醛縮聚反應(yīng)的方程式如下
這個反應(yīng)生成物是不同n值的混合物，n值的平均大小取決于不同的工藝條件，本工藝中n＝3～5的縮合物占有相當比例。
試驗步驟取已知廢水置于三口瓶中，按尿素與甲醛的克分子比為2～3∶1稱取所需量的尿素投入瓶中，開動攪拌，使之溶解，加酸(H2SO4或H3Po4)調(diào)PH＝2～3，加熱升溫，控制溫度在30℃～80℃下反應(yīng)1～4小時，停止反應(yīng)，靜置過濾，濾液用石灰乳中和得液體肥料，反應(yīng)之固體經(jīng)脫水，在低于40℃的條件下烘干得白色固體緩效肥料。
用上述方法得到的無污染的液體肥料中含有植物需要的氮，其成分范圍為總氮0.5%～1.5%，甲醛0.02%～0.13%，甲醇2%～4.5%，余量為水。
在脲醛樹脂生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的設(shè)備洗滌水也可以用此方法處理。如其組成，特別是甲醛含量不超過上述液肥的組成范圍，亦可直接中和后作為液肥或灌溉水使用。
試驗結(jié)果(一)回收甲醇和固體后的余液，經(jīng)中和后作為液體肥料，其組成成分分析如下總氮0.5%～1.5%，甲醛0.02%～0.13%，甲醇2%～4.5%(二)固體緩效肥料收率為50公斤/噸廢水，根據(jù)AOAC方法中制定的脲醛肥料測定方法，測定數(shù)據(jù)如下總氮TN＝36.1%，冷水不溶性氮Win＝29.86%熱水不性氮HWin＝18.15%活性指數(shù)AI＝ (Win-HWin)/(Win) ×100＝39.22按照美國肥料專家協(xié)會給作為肥料的脲醛縮合物所下的定義為TN＞35%，Win占TN的60%以上，AI＞40的無味白色顆粒狀固體。本方法所獲得的脲醛縮聚物基本達到上述標準，從廢物回收的角度看已較為理想。
(三)農(nóng)藝學試驗及食品毒性檢驗，見下表表中試驗用的肥料為本工藝方法制備的液體肥料及固體緩效肥料。
本發(fā)明通過實施可產(chǎn)生下述效果。本工藝回收甲醇為70公斤/噸廢水，質(zhì)量符合工業(yè)品二級標準，按單價720元/噸計算，每噸廢水回收的甲醇價值為50元，僅此一項收入即可支付本工藝處理一噸廢水所需的水電、工資，分析和原材料等各項費用，從廢水中制備的緩效肥料，最適合作園林花卉肥料，按市售最低價計算，可獲利500元/噸廢水。液肥可賣給廠區(qū)附近的農(nóng)民作農(nóng)作物肥料，價值視農(nóng)民的認識和使用情況而定，暫不統(tǒng)計進去。
用本工藝方法處理脲醛樹脂廢水，不僅徹底消除了污染，而且變廢為寶，回收了甲醇，得到了對農(nóng)作物有益的液體肥料和有較好經(jīng)濟效益的緩效肥料，使廢水全部得到了應(yīng)用，回收工藝簡單，設(shè)備少，占地少，投資小，能產(chǎn)生很好的環(huán)境效益，社會效益和經(jīng)濟效益。
實施例1在裝有三口燒瓶，攪拌器，蛇管冷凝器的裝置中，投入廢水300毫升(CODcr15萬PPm含甲醛11918.9PPm，氨態(tài)氮587.4PPm，甲醇5%)，尿素21.2g(工業(yè)品，含量97%)，開動攪拌使尿素溶解，加硫酸調(diào)PH＝3，在40℃下反應(yīng)3小時，停止，靜置過濾，濾液用石灰乳中和，得液體肥料，(液肥中含甲醛851PPm)，將白色固體在40℃以下干燥即得緩效肥料。
實施例2在裝有三口燒瓶，攪拌器，蛇管冷凝器的裝置中，投入廢水300毫升(成分同實施例1)，尿素17.6g(規(guī)格同實施例1)，開動攪拌，使尿素溶解，加硫酸調(diào)PH＝2，在55℃下反應(yīng)3小時，停止，靜置過濾，濾液用石灰乳中和，得液體肥料(液肥中含甲醛468PPm)，將白色固體在40℃以下干燥，即得緩效肥料。
實施例3用上述方法得到的液體肥料中含有植物所需要的氮，其成分為含氮1.208%，甲醛0.02566%，甲醇4.3068%，其余為水。
權(quán)利要求
1.一種脲醛樹脂廢水的處理工藝，將脲醛樹脂廢水精餾回收甲醇，其特征在于在鑫底液中加大尿素的投料量，進行脲醛縮聚反應(yīng)，尿素與甲醛的克分子比為1.5～3∶1，調(diào)PH=2～4，反應(yīng)溫度30℃～80℃，反應(yīng)時間1～4小時，反應(yīng)物經(jīng)過濾，余液用石灰乳處理至中性，得到無污染可作肥料的液體，濾渣在低于40℃下烘干得部分可溶性的白色固體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是尿素與甲醛的克分子比為2～3∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是反應(yīng)溫度為50℃～70℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是反應(yīng)時間為2～3小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是用此方法所得的無污染可作肥料的液體中含有植物需要的氮，成分范圍為含總氮0.5～1.5%，含甲醛0.02%～0.13%，含甲醇2%～4.5%。余量為水。
全文摘要
一種脲醛樹脂廢水的處理工藝，并用此方法將該廢水制成液體肥料。未經(jīng)處理的脲醛樹脂廢水嚴重污染環(huán)境，為了盡量降低其對土壤及微生物有害的甲醛，此工藝采用加過量尿素，低溫等適宜的反應(yīng)條件進行反應(yīng)，使甲醛生成部分可溶性的固體緩效肥料。余液經(jīng)中和處理得到液體肥料。此液體肥料含少量甲醛，一定量的氮，進入土壤無污染，肥效顯著，收獲的農(nóng)作物無毒可食。經(jīng)此方法處理過的脲醛樹脂廢水，既可徹底消除污染，又能變廢為寶。工藝簡單，投資少，有很好的社會、經(jīng)濟效益。
文檔編號C05C9/02GK1038770SQ8810375
公開日1990年1月17日 申請日期1988年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月17日
發(fā)明者閻吉毅 申請人:武漢市化工技術(shù)開發(fā)中心, 閻吉毅