CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進展

CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進展

酚及其衍生物是工業(yè)廢水中常見的高毒性、難降解的有機物，主要來源于煤化工、石油化工廠、制藥廠、苯酚及酚醛樹脂生產(chǎn)廠等。酚醛樹脂廠每生產(chǎn)It樹脂需要排放750?L含酚廢水(酚含量在600~2 000 mg/L之間)。當廢水中酚的質(zhì)量濃度>200 mg/L時，就會對生物處理產(chǎn)生抑制作用，而人體長期飲用被苯酚污染的水可引起頭昏、痙癢、貧血及各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。酚類化合物是美國環(huán)保署(EPA)列出的129種優(yōu)先控制污染物之一，含酚廢水也是我國需要重點治理的有害廢水之一。國內(nèi)外含酚廢水的處理??法主要包括吸附法、萃取法、氧化法以及生物技術(shù)，筆者將對含酚廢水治理技術(shù)的研究進展及前景作一評述。（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進展）

1吸附法

????吸附法是一種簡單、易行的廢水處理方法，使用較廣泛的固體吸附劑有活性炭、磺化煤、膨潤土等?；钚蕴康奈饺萘看螅瑢Ω?、低濃度含酚廢水均有較好的去除效果，但其再生有一定的困難?；腔阂约芭驖櫷恋奈饺萘枯^小，經(jīng)其處理后的廢水中的含酚量達不到排放要求，需對其進行改進。相對于粉末或顆粒狀活性炭，活性炭纖維(ACF)具有吸附容量大，吸附、解吸速率高，再生條件溫和等優(yōu)點。姜某等研究發(fā)現(xiàn)，ACF對酚的吸附容量為275.1 mg/g，吸附飽和的ACF可用10%的NaOH溶液再生，重復使用3次，其吸附效率無明顯變化。Qu等采用O3_ACF聯(lián)用技術(shù)使ACF的孔徑減小、孔數(shù)增加、表面積增加，使對含酚廢水的處理效果大大增加。

樹脂吸附法是采用大孔徑樹脂作為吸附劑，具有孔隙率高、吸附容量大、機械強度高等優(yōu)點。國內(nèi)目前也相繼開發(fā)出H系列、GDx系列、NKA系列樹脂，其性能己接近或超過國外產(chǎn)品。華南理工大學在超臨界條件下研究NKA-II樹脂的吸附再生情況，結(jié)果表明，其對酚有較強的吸附能力，能將廢水中酚類化合物有效回收，減少損失。（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進展）

2萃取法

2.1溶劑萃取法

????溶劑萃取法是利用難溶于水的萃取劑與廢水接觸，使廢水中酚類物質(zhì)與萃取劑結(jié)合，實現(xiàn)酚類物質(zhì)的相轉(zhuǎn)移。其優(yōu)點是設(shè)備投資少、操作方便、能耗低，同時能有效回收廢水中的酚類物質(zhì)，適用于高濃度含酚廢水;缺點是萃取過程中褪混’夕嚴重，易造成溶劑損失和二次污染。使用較多的傳統(tǒng)型溶劑萃取劑有苯、N-503煤油、異丙醚、磷酸三丁酯( TBP) , 803樹脂等。而新開發(fā)的溶劑萃取劑，如N-辛酞毗咯烷(OPOD)，對酚類物質(zhì)的萃取效果更好，分配比高達400。

隨著絡合萃取劑的研究開發(fā)，絡合萃取法己在工業(yè)上得到廣泛應用。胡俊杰等n}采用自行開發(fā)的新型水楊酸萃取劑(HLE)處理含酚量為6 000~12 000 mg /L的廢水，萃取率高達99.5%,分配比達100以上，而且溶解度小，分層速度快。Xu等}s}應用新型固定相內(nèi)彎弧形筋片扁環(huán)型絡合萃取劑(QH-1)的研究結(jié)果顯示，當相比為1 1~4.1，轉(zhuǎn)速為2 500~4000 r/min時，對酚的單級萃取效率高于95%，分配系數(shù)高達108.6;而相比采用4.5 :1,轉(zhuǎn)速為3 000 r/min時，萃取效率在99%以上，用15%的NaOH溶液反萃取，再生效率可達99 %，具有操作范圍廣、容易再生、處理效果好等特點。（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進展）

2.2液膜法

Xiao等采用硅膠液膜負載(PDMS)和NaOH溶液的研究結(jié)果表明，流速為2.0 L/d、溫度為50℃,pH=13.0、酚濃度為5 000 mg /L時，其對廢水中酚的去除率在95%以上，傳質(zhì)系數(shù)(OMTC)達到了10-7m/s 。

3氧化法

3.1濕式氧化法

濕式氧化法是在高溫、高壓下通入空氣，使廢水中的有機物直接氧化降解。在此基礎(chǔ)上，加入適宜的催化劑能有效降低反應的溫度和壓力，提高氧化分解能力，縮短反應時間。用濕式氧化法處理高濃度含酚廢水，當催化劑存在時，溫度可降至150 ℃，壓力降為0.5 MPa，同時加入H2作氧化劑時，酚的去除率可達99 %。但由于濕式催化氧化法對設(shè)備要求高(耐高溫、耐高壓、耐腐蝕)，且催化劑的損耗大，因而需尋找適合溫和反應條件下高效、經(jīng)濟的催化劑。（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進展）

3.2光催化氧化法

????TiO2的光學、化學性質(zhì)穩(wěn)定，無毒，價廉易得。利用Tiq粉末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，降解各類廢水中的有機污染物.

????Fenton試劑法常被用于深度處理含酚廢水。該方法是在含有二價鐵離子的酸性溶液中投加H2O2時，產(chǎn)生2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)的氧化速度。與TiO相比，它具有產(chǎn)生·OH迅速的優(yōu)點。

將UV引入Fenton體系，能提高·OH的產(chǎn)量和有機物的礦化程度，但UTV-Fenton法處理高濃度有機廢水的能力有限。張乃東等[l3]將草酸鹽引入CTV-Fenton體系，可有效提高對UV和可見光的利用率，進而提高對高濃度含酚廢水去除效果。

3.3電催化氧化法

????的研究結(jié)果顯示，以NaCI溶液作電解質(zhì)，在電流密度為61.4 mA/cm2的情況下，20 min內(nèi)即可使450 mg/L的苯酚溶液中苯酚的去除率達7 8%，超過40 min可完全去除苯酚溶液中的苯酚;當進水中酚濃度為3 100 mg /L、電流密度為54.7 mA /cm2時，3h內(nèi)苯酚的去除率高達98%。采用與涂覆欽基平板電極相同的方法，將摻Sb的SnO2涂覆在欽泡沫顆粒上，制成Ti-SnO2 Sb205三維粒子電極處理苯酚廢水，當電流密度為100 A/m2時，電耗為6.3 kA·h/kg苯酚，能耗僅為5 kW·h/kg(COD)。（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進展）

能耗費用直接影響電催化氧化法處理含酚廢水在實際中的應用，因此，研究熱點主要集中在研制高性能的陽極和利用三維電極的電化學反應器，以大幅度降低廢水的處理成本并提高處理效果。

3.4超聲波化學氧化法

超聲波化學氧化法的原理是超聲波輻射溶液，產(chǎn)生高溫( >5 000K)的空化氣泡及強氧化性物質(zhì)(如·OH)，使難降解有機物完全氧化降解。Christian研究了氯代苯酚、苯酚等的超聲波化學降解過程發(fā)現(xiàn)，這些酚類化合物最終都被完全礦化為HCI, H2O, CO和CO2。與其他水處理技術(shù)相比，該法仍存在處理量少、費用高的問題，目前仍屬探索階段。

4生物處理法

4.1活性污泥法

活性污泥法的基本原理是利用活性污泥中的好氧菌及其他原生動物對水中酚等物質(zhì)進行吸附和氧化分解，把有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的無害物質(zhì)。其優(yōu)點是設(shè)備簡單，處理效果好，受氣候條件影響小等;缺點是預處理要求高，運行開支較大。Sami等采用序批式間歇活性污泥法(SBR)處理酚濃度為1 050 mg/L的廢水，總曝氣時間設(shè)定為6h，酚去除率可達80%以上，且對COD以及氨氮保持較高的去除率。而Chinhan等采用SBR工藝處理100~1000 mg /L含酚廢水時，將SBR分為填充、反應、處理和再生4個階段，并分別考察了在填充階段進行曝氣和不曝氣兩種情況，發(fā)現(xiàn)曝氣系統(tǒng)降解酚的反應時間少于不曝氣系統(tǒng)，且效果更好。

4.2生物接觸氧化法

生物接觸氧化法(ASFF)兼有生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點，在染料廢水的處理中己取得良好的效益。該法采用人工曝氣和將填料完全浸沒在污水中的手段，使微生物以固定生物膜的形態(tài)附著于填料表面，與所需凈化的污水相接觸，從而對水中有機污染物進行降解與轉(zhuǎn)化。采用多段ASFF法處理含酚廢水，酚的去除率可達99.99%.（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進展）

4.3生物流化床

近年來，將膜分離技術(shù)與生物反應器相結(jié)合用于廢水處理的研究日益廣泛。這種新型膜生物反應器結(jié)構(gòu)緊湊、可處理高濃度含酚廢水，顯示出了良好的應用前景。Vinod采用生物流化床技術(shù)成功使水中酚濃度從1 250 mg/L降至50 mg/L以下。Wodzimierz等將生物固定化技術(shù)與三相生物流化床相結(jié)合，用于新型高效含酚廢水生物處理技術(shù)的研究，發(fā)現(xiàn)載氣速度為0.041 m/s，停留時間為45 h, pH值控制在6.5-7.0時，溫度選擇在28~30℃, COD由53 400 mg/L降為950 mg/L，并且系統(tǒng)對酚類物質(zhì)也有很高的去除率。

5小結(jié)

????傳統(tǒng)的物理法如吸附法和溶劑萃取法是目前成熟的含酚廢水處理工藝，具有操作范圍廣、再生簡單、處理效果好等特點。隨著新型吸附劑以及絡合萃取技術(shù)的開發(fā)，吸