含酚廢水的萃取方法

含酚廢水的處理方法

????摘要介紹了含酚廢水的處理方法—萃取法、汽提法、吸附法、生化處理法、化學(xué)氧化等，綜述了近年來處理方法、技術(shù)進展情況，提出了當(dāng)前含酚廢水處理技術(shù)的發(fā)展前景和方向。

????酚是一種芳香族碳?xì)浠衔锏暮跹苌?。酚類化合物種類繁多，有苯酚、甲酚、氨基酚、硝基酚、蔡酚、氯酚等，而以苯酚、甲酚污染最突出。酚類化合物是水環(huán)境中主要的有機污染物，屬極性、可離子化、弱酸性有機化合物，具有毒性大、難降解性等特點。它是一種原生質(zhì)毒物，對一切生活個體都有毒殺作用，能使蛋白質(zhì)凝固。長期飲用被酚污染的水可引起漫性積累性中毒，飲用水中即使含酚濃度只有0. 002mg /L，也會影響人體健康。酚對水生生物、農(nóng)作物都有一定的毒害，如水中含酚0. 1一0. 2mg /L時，魚肉即有臭味不能食用;濃度增加到1mg/L，會影響魚類產(chǎn)卵;濃度增加到h. 5一9. 3mg /L時，魚類就會大量死亡。含酚濃度高于100mg /L的廢水直接灌田，會引起農(nóng)作物的減產(chǎn)甚至枯死。“中國環(huán)境優(yōu)選監(jiān)測研究”提出了“中國環(huán)境優(yōu)選污染的黑名單”，包括14種化學(xué)類別h8種有毒化學(xué)物質(zhì)，其中有機物占58種，而這58種中酚類占了h種。大量含酚廢水的排放對水生生態(tài)系統(tǒng)造成明顯的危害。含酚廢水主要來自焦化廠(尤其是低溫土法煉焦)、煤氣廠、石油化工廠、絕緣材料廠等工業(yè)部門以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酞胺纖維、合成染料、有機農(nóng)藥和酚醛樹脂生產(chǎn)過程。例如生產(chǎn)焦炭、煤氣所產(chǎn)生的廢水含酚濃度高達2000一12000mg /L。含酚廢水中主要含有酚基化合物，如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。

????酚為GB8978 1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的第二類污染物質(zhì)，一、二級排放濃度均為0. 5 mg /L。工業(yè)生產(chǎn)中解決含酚廢水的途徑，首先是積極推廣清潔生產(chǎn)，即改革生產(chǎn)工藝，加強操作管理，盡量降低排出生產(chǎn)裝置廢水的含酚濃度。或?qū)⒑訌U水循環(huán)使用，以減少廢物量;其次是加強末端治理，含酚廢水一旦排出生產(chǎn)裝置，就要盡可能地回收利用，再處理，做到達標(biāo)排放。通常將濃度為1000mg /L以上的含酚廢水，稱為高濃度含酚廢水，這種廢水須回收酚后，再進行處理;濃度小于1000mg /L的含酚廢水，稱為低濃度含酚廢水，通常將這類廢水循環(huán)使用，將酚濃縮回收后處理;含酚濃度在300mg /L以下的廢水可用吸附、生化、化學(xué)氧化等方法進行處理后達標(biāo)排放。

1含酚廢水的處理方法

????含酚廢水處理方法主要有萃取法、汽提法、吸附法、生化處理法、化學(xué)氧化法等，分述如下:

1. 1萃取法

????萃取處理法是向污水中加入一種與水互不相容但卻是污染物的良好溶劑(即萃取劑)，使其與污水充分混合，污水中的大部分污染物轉(zhuǎn)移到萃取劑中。然后分離污水與萃取劑，即可使污水得到凈化;再將萃取劑與其中的溶質(zhì)(污染物)加以分離，使萃取劑再生，重新用于萃取工藝，分離的污染物得到回收。

????在國內(nèi)，萃取法廣泛應(yīng)用于含酚廢水的預(yù)處理及酚的回收。處理含酚濃度高于400mg /L的廢水，效果非常好。在液液萃取法中，萃取劑的選擇是一個最重要的因素。用于脫酚的萃取劑比較多，常用的有煤油、洗滌油、重苯N-503 ( N, N-二甲基庚基乙酞胺)、粗苯、N-503+煤油混合液、803#液體樹脂等。國外有乙酞苯、醋酸丁酷、磷酸三甲酷、異丙基醚等。其中N-?503是一種高效脫酚萃取劑，具有脫酚效率高、水溶性小、無二次污染、不易乳化、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、易于酚類回收及溶劑再生等優(yōu)點。利用它來萃取三硝基酚，脫出率在99. 5%以上，相比若提高到1:1，一次萃取脫酚率可達99. 98%，分配系數(shù)達1527，且溶劑再生后萃取能力衰減不大。含硝基甲酚的廢水還可用5%一95%的N-?503的煤油系統(tǒng)來萃取，回收75%一90%的酚，萃取劑與水之比為0.2 :1，經(jīng)過一次回收萃取，每噸廢水可回收1. 02kg的酚。目前生產(chǎn)上多采用連續(xù)萃取，連續(xù)萃取則多采用塔式逆流操作方式。

????主要設(shè)備:填料塔、篩板塔、脈沖篩板塔、脈沖填料塔、轉(zhuǎn)盤塔以及離心萃取機等。

????某焦化廠采用萃取法回收含酚廢水的工藝流程如圖1

1. 2汽提法

????汽提法是污水與水蒸氣直接接觸，使其中的揮發(fā)性物質(zhì)按一定比例擴散到氣相中，從而達到從污水中分離污染物的目的。汽提法常用來脫除污水中的揮發(fā)酚、甲醛、氨等物質(zhì)。

汽提法最早用于從含酚廢水中回收揮發(fā)性酚，典型流程如圖2所示。汽提法脫酚工藝簡單，處理高濃度含酚(1000 mg/L以上)廢水，可以達到經(jīng)濟上收支平衡，而且不會產(chǎn)生二次污染。但經(jīng)汽提后的廢水中仍有較高濃度的殘余酚(約400mg /L)，需經(jīng)進一步處理，而且由于再生段內(nèi)噴淋熱堿液的腐蝕性很強，必須采取防腐措施。

1. 3吸附法

????吸附是一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面上的???程，它可以發(fā)生在氣液、氣固、液固兩相之間。在污水處理中，吸附是利用多孔性固體吸附劑的表面吸附污中水中的一種或多種污染物，達到污水凈化的過程。吸附劑常采用活性炭、硅藻土、木屑、大孔徑吸附樹脂等，這種方法適用于水質(zhì)成分單一、含酚濃度較低的工業(yè)廢水的處理。目前處理含酚廢水的高性能吸附樹脂、離子交換樹脂不斷地被開發(fā)、研制和投入使用。如南開大學(xué)高分子化學(xué)研究所研制的NKA樹脂已應(yīng)用于河北省南宮市葵二酸廠含酚廢水的治理，每年回收酚收益在50萬元以上，排放水達標(biāo)。另一種AM-1樹脂用于二硝基酚廢水的處理，樹脂吸附量高，易再生，排放水二硝基酚含量在1mg/L以下。研制高性能、低成本吸附樹脂、離子交換樹脂是許多科研單位努力的方向。南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院的許昭怡等人利用大孔樹脂處理含酚廢水的研究表明，大孔樹脂具有吸附效果好、脫附再生容易、性能穩(wěn)定、適用范圍廣、實用性好、可實現(xiàn)綜合利用等特點，是處理含酚工業(yè)廢水的有效方法。

1. 4生物處理法

????污水生化法就是利用微生物的代謝作用把污水中的有機物轉(zhuǎn)化成為簡單的無機物的過程。生物處理可根據(jù)微生物的生長方式，分為懸浮生長型(活性污泥及其變形氧化塘、氧化溝)和固著生長型(生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等)兩類。

????用活性污泥法或生物膜法處理低濃度的含酚廢水，其適用范圍廣、處理徹底。尤其是在水質(zhì)成分復(fù)雜時，用萃取法、吸附法作為生化法的預(yù)處理手段來混合使用，可使含酚廢水得到較徹底的治理。

????含酚廢水主要含COD,酚.NH3-N等污染物。根據(jù)原水質(zhì)的特征，首先進行預(yù)處理，使水質(zhì)水量得以均衡、穩(wěn)定，并符合生化處理要求。預(yù)處理后的廢水進行活性污泥法生化處理，使有機污染物得以降解、去除。生化處理后廢水通過活性炭吸附工藝，進一步去除廢水中殘余的污染物，其流程如圖3

1.5電解氧化法

????電解氧化是指污水中的污染物在電解槽的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)使污染物質(zhì)氧化破壞，或者通過某些陽極反應(yīng)產(chǎn)物(C12 ,C16 ,H20:等)間接破壞污染物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為無害成分。

????在含酚廢水中，投加食鹽作電解質(zhì)，以石墨作陽極，鐵板作陰極進行電解處理，可使酚濃度降至0. 01mg / L以下，其原理為:食鹽電解產(chǎn)生次氯酸，進而分解出原子氯，使酚氧化成鄰苯二酚、鄰苯二醒、順丁烯二酸而被破壞。實驗表明，當(dāng)電流強度1.5-6. OA/dm'時，投加氯化鈉的量為20g/L，經(jīng)6 - 38min的電解處理，廢水含酚濃度可從250一600mg /L降至0. 8-4. 3mg/L,效率高，并且不必設(shè)置沉淀池和污泥處理設(shè)施。缺點是處理費用高于氯氧化法。

1. 6化學(xué)氧化法

????化學(xué)氧化法是指加入氧化