含酚廢水處理技術的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

? ?摘要:本文綜述了含酚廢水處理技術的現(xiàn)狀及其發(fā)展。介紹了溶劑萃取法、氧化技術、生化處理技術、膜分離技術在含酚廢水處理中的研究及應用，分析各種技術的特點和存在的問題及應用前景。并探討了含酚廢水處理技術的發(fā)展趨勢。

????酚類是重要的化工原料之一，煤氣廠、焦化廠、石油化工廠、染料廠、制藥廠、苯酚廠及其他化工廠在其生產(chǎn)過程中均會產(chǎn)生各種含酚廢水。從這些含酚廢水中提取酚類物質(zhì)既可回收利用資源，又可減少環(huán)境污染。多年來，國內(nèi)外學者對含???廢水治理與回收作了大量的研究工作，并且研究出多種方法。本文對含酚廢水處理技術的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢作一評述。

1溶劑萃取法

????溶劑萃取法是工業(yè)上常用的廢水脫酚方法之一。但采用通常的溶劑萃取工藝處理含酚廢水，廢水中的酚含量很難達到排放標準。絡合萃取法處理高濃度含酚廢水已在苯酚、制藥等工廠得到應用，易于工業(yè)實施，經(jīng)2 -- 3個萃取理論級可以達到國家規(guī)定的排放標準。江燕斌}z}等使用絡合萃取劑為30%TBP煤油溶液，與酚形成組成為1 ：1的絡合物，通過三級錯流萃取可將廢水酚濃度由10767mg °L-1降至50mg °L-1以下，脫酚率高于99.5%?？赡娼j合反應的萃取分離方法為一步萃取脫酚達標，提出了可能的途徑。清華大學研制的混合型絡合萃取劑QH- 1，用于工業(yè)含酚廢水的處理，獲得較為理想的效果，可以通過單一萃取操作使廢水含酚量低于國家標準。但此技術為液一液相萃取，出水需經(jīng)油水分離器之后才能排放，存在著溶劑損失等問題。

????近年來，荷蘭諾貝爾公司采用包含萃取劑的大孔聚合物體系處理水中碳氫化合物的基本思想，針對工業(yè)含酚廢水的特征開發(fā)了一系列YH型固定相絡合萃取劑，解決了溶劑損失等問題。殷中意等研究制作成本較低的固定相絡合萃取劑YH-1，在酸性和中性條件下，應用于單級或多級固定床(或振動床)中可以除去較寬濃度范圍的含酚廢水。YH-1顆?？捎肗aOH溶液再生，再生率明顯優(yōu)于活性炭，達99.3%，固定相絡合萃取法具有操作范圍廣、容易再生、處理效果好等特點，是一個具有價格競爭優(yōu)勢、可靠的新技術。

2氧化處理技術

2. 1濕式催化氧化法

????中等濃度的含酚廢水有雜菌作用，不能用傳統(tǒng)的生物法處理，一般采用化學氧化法處理。濕式空氣氧化(WAO)是目前采用的處理技術之一。由于濕式空氣氧化需要高溫高壓，不但能耗高而且對設備材質(zhì)要求也高，因此，濕試空氣氧化在實際應用中往往只做預處理技術來使用，這樣可以節(jié)省能耗。而催化濕式氧化(CWAO)可以在較低的溫度壓力下達到較好的廢水處理效果。但從目前的催化劑性能和效果來看，要達到將廢水污染物徹底氧化分解仍然存在許多問題，比如:停留時間過長，氧化后中間產(chǎn)物小分子有機酸更難氧化分解等，因此，對高濃度難生物降解有機廢水，有人提出把濕式空氣氧化或催化濕式氧化只做預處理技術，首先大幅度降低廢水COD和提高廢水可生化性，然后再用后續(xù)生物法處理，這樣可??彌補單純濕式空氣氧化或催化濕式氧化的不足。陳擁軍等考察了CuO/η?- Al2O3和活性炭兩種催化劑處理苯酚的催化效果，結果表明有140 ℃催化濕式氧化1h, CODcr去除率分別達到93. 2%和88.4%，在較低溫度下達到預處理效果。

2. 2光化學氧化法

????目前研究較多的是非均相半導體光催化氧化法和均相光氧化法兩大類}y。

2. 2. 1非均相半導體光催化氧化法

????目前研究較多的半導體粉末催化劑是TiOz,TiO2:光學與化學性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、價廉且易于得到。非均相半導體光催化氧化法一般可使有機物完全降解，如楊國棟等用TiO2半導體光催化氧化較低濃度的含酚廢水，于Ph 4時光解2h，可使酚去除率達到100%。但要完全投入實際應用還需要做很多的工作。TiO2半導體光催化氧化研究的理想目標是能利用太陽能，大大提高光量子效率，在今后的研究中，應該在太陽能的利用等方面進行深入的研究，爭取得到更大的突破。

2.2.2均相光氧化法

????Fenton試劑法是含酚廢水深度處理中研究較多的一種方法，與TiO2法相比，具有°OH產(chǎn)生迅速的優(yōu)點。該法是在含有亞鐵離子的酸性溶液中投加過氧化氫時，在Fe2+催化劑作用下，H2O:能產(chǎn)生兩種活潑的氫氧自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應，加快有機物和還原性物質(zhì)的氧化。把W引入Fenton體系，能提高。OH的產(chǎn)量和有機物的礦化程度，但UV/Fenton法處理高濃度有機廢水的能力有限。張乃東等將草酸鹽引入UV/Fenton體系，可有效提高對紫外和可見光的利用率，進而提高了對高濃度苯酚廢水去除效果。但是該UV?- vis/草酸鐵絡合物/H2O2法在運行中還需投加H2O2和C2O42+，耗費較高的電能，因此成本較高。

2. 3電催化技術

????近年來，電催化技術因其處理效率高、操作簡便、易實現(xiàn)自動化、環(huán)境兼容性好等優(yōu)點而引起了研究者的注意。電催化技術是在適當?shù)目刂茥l件下通過電極催化產(chǎn)生很強的自由基，從而能有效降解有機物，克服了均相光氧化法的投加氧化劑的缺陷。周明華等在經(jīng)氟樹脂改性的β- PbO2電極上電催化降解含酚廢水，在溫度25 ℃、電壓7. 0V , K2SO4含量為1. 0g °L-1?,Ph為2. 0時，模擬苯酚（?1 00mg °L-1)廢水經(jīng)25min處理，COD降至60mg °L-1以下，揮發(fā)酚完全消失。該方法用于處理含酚濃度大，酸性高且有一定含量的廢水，可以不經(jīng)稀釋或中和調(diào)節(jié)等預處理而直接處理，具有很好的應用前景。

2. 4超聲聲化學氧化法

????超聲聲化學氧化法是20世紀80年代后期新發(fā)展起來的有機污染物處理技術。Neis和Suri等研究使用超聲波分解廢水中的有機污染物，其原理是超聲波輻照溶液產(chǎn)生高溫（＞5000K）的空化氣泡及強氧化性物質(zhì)（如°OH）使難降解有機物在此條件下完全氧化降解、無二次污染。ChristianPeterier等研究了氯代苯酚、苯酚等的聲化學降解過程，發(fā)現(xiàn)這些酚類化合物都被完全礦化為HCl ,H2O , CO和CO2。

????與其他水處理技術相比，超聲輻射降解法仍存在處理量少、費用高的問題，目前仍屬探索階段，其工業(yè)化應用還有許多問題尚需解決。

2. 5超臨界水氧化法

????超臨界水氧化法是將有機污染物在超臨界水中氧化分解為CO2、H2O等無害的小分子化合物。如果水的溫度和壓力超過臨界點(Tc= 374. 3℃,Pc=22. 1MPa，那么水就處于一種新的流體態(tài)既超臨界態(tài)。此時水的性質(zhì)發(fā)生了極大的變化，能溶解一般情況下很難溶解于水的有機物和一些氣體如氧氣。此外，超臨界水具有較大的擴散系數(shù)和較小的粘度。超臨界水氧化法就是利用超臨界水良好的溶劑性能和傳遞性能，使有機污染物在超臨界水中迅速、有效地氧化降解。

????超臨界氧化法處理工業(yè)有機廢水是由美國學者Modell首先提出的。在國外，此項技術受到了特別的重視，在國內(nèi)，該項研究尚處于起步研究階段。林春綿等對超臨界水中苯酚的氧化分解進行初步的研究，為超臨界氧化法處理有機廢水的應用提供一些基礎數(shù)據(jù)。超臨界水氧化法由于在特殊的高溫、高壓狀態(tài)下反應，面臨的主要問題是反應器濕式空氣氧化需要高溫、高壓狀態(tài)下反應，面臨的主要問題是反應器材的腐蝕，對反應器材質(zhì)要求高、功耗大，因而在一定程度上限制了其工業(yè)化應用。研制長期耐高溫、耐腐蝕的反應器材質(zhì)是該法大規(guī)模工業(yè)化應用的關鍵。

3生化處理技術

3. 1活性污泥法

????苯酚是一種生物毒性物質(zhì)，既使在低濃度下對人體及微生物也有毒害作用，由于許多好氧菌及微生物可利用苯酚作為生長的碳源，因此活性污泥法是常用的除酚方法。但該法同時也存在運行管理要求高、對毒物承受能力低、不適應沖擊負荷、曝氣池容積負荷低、污泥產(chǎn)生量大等不足之處，對組成復雜、濃度較高的含酚廢水處理效果不理想。

????因此，近年來在常規(guī)活性污泥基礎上做了一些改進。除投加活性炭的改良工藝外，還有利用形成生物鐵絮凝體的生物鐵法，以及近年來開發(fā)的膜分離活性污泥法，這些改進工藝的處理效果均優(yōu)于常規(guī)活性污泥法。

3. 2生物硫化床法

????在我國已投產(chǎn)的工業(yè)含酚廢水處理方法中，曝氣池生物降解法作為二級處理技術被廣泛采用。但該方法存在占地面積大、能耗高、氧利用率低等問題。目前已有一些工廠采用固定床掛膜