含酚廢水處理技術的研究

含酚廢水處理技術的研究進展

摘要:含酚廢水來源廣泛，水質復雜.國內外對含酚廢水的處理技術進行了廣泛的研究.取得了一定的成果。綜述了革取法、高級氧化法及生化法等含酚廢水處理方法.并分析了其優(yōu)缺點

????含酚廢水的來源十分廣泛，焦化廠、煉油廠、合成酚醛樹脂廠等都產生含酚廢水。以合成酚醛樹脂為例，每生產1t的熱塑性酚醛樹脂，需要排放0.75 t的含酚廢水，這種廢水苯酚含量在幾萬毫克每升，CODcr含量在幾十萬毫克每升，如果含酚廢水不經過處理而直接排放，會對環(huán)境造成嚴重污染。因此，各主要工業(yè)國家都出??相當嚴格的廢水酚含量的排放標準，我國正在制定的《酚醛樹脂工業(yè)水污染物排放標準》擬將直接排放和間接排放的廢水中揮發(fā)酚的質量濃度限制在0.3 mg/L,以下，比GB 8978-1996《污水綜合排放標準》中對揮發(fā)酚的質量濃度0.5 mg/L的要求嚴格了很多。

含酚廢水處理工藝經過多年的實踐和研究，形成了很多實用的處理方法，主要分為萃取法、吸附法、焚燒法、氧化法、高級氧化法、生化法等幾類。

1含酚廢水處理方法

1.1萃取法

????萃取法主要是利用不溶于水的有機溶劑與含酚廢水充分混合，將廢水中的苯酚從水相轉移到有機相，達到從廢水中分離苯酚的目的。常用的有機溶劑有烴類、酯類、酮類和醚類。徐某等使用煤油中含質量分數為5%的N-503作萃取劑，從焦油車間的含酚廢水中萃取苯酚，脫酚效率達到80%。何某以煤油和磷酸三丁醋為萃取劑，進行含酚廢水的處理，發(fā)現苯酚的脫除率可以達到50%，萃取后再經過離子交換處理，酚的脫除率可達80% 。?Frederick等公開了使用乙基叔戊醚從含酚廢水中萃取苯酚的方法，直接達到了降低廢水中苯酚含量的目的。

萃取法處理含酚廢水優(yōu)點在于過程簡單，萃取劑經過再生可重復使用，對于含酚較高的廢水，使用該方法可以產生一定的經濟效益;萃取法處理含酚廢水的缺點在于能耗高，容易發(fā)生萃取劑殘留在廢水中，影響后續(xù)的處理過程。

1.2吸附法

????吸附法主要是利用吸附劑本身具有較高的比表面積和大量的微孔結構，對廢水中的苯酚選擇性吸附來達到脫除苯酚的目的，吸附劑可以通過再生處理后，供重復使用。目前，工業(yè)上能夠利用的吸附劑主要包括活性炭和專業(yè)性的吸附樹脂。吳某等研究了活性炭對含酚廢水處理的機理和作用，考察了活性炭用量、廢水pH值、吸附溫度、震蕩時間等因素對苯酚處理效果的影響，得出了合理控制工藝參數，苯酚脫除率可以達到95%, CODcr可以降低90%以上的結果。某公司提供的XAD系列樹脂已經成功地應用于含酚廢水的處理中，其中XAD-4是國際上公認好的酚類吸附劑。邱某研究了DA-201樹脂對廢水中苯酚的吸附，得出了廢水pH值小于7時，DA-201樹脂不僅能回收苯酚，而且不產生二次污染?？啄骋訬aX分子篩為吸附劑，研究了在不同條件下，NaX分子篩對廢水中苯酚的吸附情況，得到了苯酚吸附率可以達到97%的結果，從而提供了一種處理含酚廢水的有效方法。

吸附法處理含酚廢水優(yōu)點在于操作方便、能耗低、比較適合于含酚量較低的廢水，缺點是設備一次性投資較大，含酚量高的廢水吸附劑再生頻繁。

1.3焚燒法

一般有機廢物中不含有氟、氯、硫等元素，通過焚燒可以將廢物處理干凈，并且不產生二次污染。胡某等采用焚燒法處理含酚質量分數為6% , CODcr質量濃度高達17.85g/L的鑄造粘結劑生產廢水，經過焚燒后，尾氣中的有害物濃度遠低于GB 16297-1996《大氣污染排放標準》中的二級標準。焚燒法適用于技術力量較弱的小企業(yè)，或者廢水量少的企業(yè)。

1.4氧化法

????氧化法是向含酚廢水中添加強氧化劑，將廢水中的苯酚氧化成二氧化碳和水，實現降低廢水中酚含量的目的。常用的強氧化劑主要有:雙氧水、Fenton試劑、二氧化氯、臭氧等。雙氧水可用于處理苯酚及酚的衍生物，效果均很好。劉某等認為，含酚廢水直接采用混凝處理效果較差，進行適當程度的UY/H2O2氧化預處理，不僅可除去部分CODcr，還可提高廢水的混凝性能。Fenton試劑具有較強的氧化能力，因此被廣泛用于廢水處理。程某等研究了用Fenton試劑處理廢水中的酚及酚的衍生物，并考察了H2O2及Fe2+濃度、pH值、反應溫度和反應時間對降解酚類物質的影響，得出了Fenton試劑降解酚類物質是非常有效的結論，當H2O2濃度為4 mmol/L , Fe2+濃度為0.5mmol/L,在pH值為3，室溫處理40 min時，Fento。試劑對試驗所做的7種苯酚及酚的衍生物均可以達到98%以上的去除率。孟某等在室溫條件下，H2O2質量濃度為25 mg/L, Fe2+質量濃度為4 mg/L，初始pH值為4，反應1h，利用Fenton法處理含酚類廢水，處理效果好，苯酚去除率可以達到較高水平，同時水樣的CODcr有明顯降低。

????二氧化氯作為一種強氧化劑，在工業(yè)廢水處理中得到越來越廣泛的應用。金某等研究了二氧化氯催化處理含酚廢水，考察了pH值、CIO2與廢水體積比、反應時間、反應溫度等對CODcr去除率的影響。試驗結果表明，二氧化氯能有效地降低含酚廢水的CODcr，去除率達90%以上。Helmut等公開了使用二氧化氯處理酚醛樹脂生產廢水的方法，提出了廢水中苯酚、甲醛總和與二氧化氯的物質的量之比為1:1.2~1:2時，廢水處理效果較好。

????由于工業(yè)廢水污染物濃度高，處理難度大，而臭氧在水中的溶解度低，使其在水處理時利用率低;另一方面，臭氧的發(fā)生裝置成本高，使得企業(yè)很難接受，因此，臭氧應用受到一定程度的限制。

O3/UV法、H2O2/UV法、O3/H2O2法、O3/H2O2/UY法等氧化法可以大量產生具有強氧化性的輕基自由基，能將廢水中難降解的酚類有機化合物氧化分解，但其缺點是設備一次投資較高，同時運行成本也較高，所以實際應用較少。

1.5生化法

????生化法處理含酚廢水的原理是:在有氧和無氧的條件下，使酚污染物作為好氧菌或厭氧菌的營養(yǎng)基質而被氧化分解，達到降低廢水中酚污染物的目的。目前，生化法是公認處理低濃度含酚廢水的有效方法，其處理工藝成熟，運行成本低。

????生化池一般需要投放一定的菌類，這些菌類是經過定向馴化獲得。孫某等從某焦化廠排放的廢水中分離出一種降解苯酚的細菌，經過馴化后，其苯酚的耐受能力達到了915 mg/L。沈某等在好氧條件下，以苯酚為碳源馴化、篩選、分離出4種高效除酚的微生物。

????含酚廢水在進生化池之前，需要將廢水中苯酚濃度降到微生物能容忍的范圍內。劉某等使用活性炭吸附〔GAC)與曝氣生物濾池(BAF)降解聯合工藝處理高濃度含酚廢水，作者研究了BAF對苯酚的容忍程度，發(fā)現經過活性炭吸附的廢水中，苯酚的質量濃度保持在1 100 mg/L以下，否則，出水中的苯酚濃度會迅速上升到進水濃度，說明了苯酚的毒性使微生物種群發(fā)生了大崩潰。因此，生化處理之前，需要將高濃度的含酚廢水進行預處理以降低其酚濃度。王某等先利用萃取法將廢水中苯酚降低，然后，再利用活性污泥法處理廢水中的有機質，試驗表明，經過活性污泥法處理后，廢水中的有機質和苯酚進一步降低，并使排放廢水達到了GB 8978-1996。陳某等介紹了酚醛樹脂工業(yè)廢水處理的新技術，它將酚醛樹脂合成生成的工藝廢水處理分為兩步，首先是采用鹽酸作催化劑，縮合回收廢水中的樹脂，第二步是將經過縮合后的廢水中和后排人生化池，經過微生物處理后，CODcr的質量濃度降低到350 mg/L以下，達到了GB 8978-1996中的三級標準。強某等利用厭氧一好氧體系處理酚的質量濃度為1 000mg/L的廢水，水力停留時間為1 d,酚容積負荷1.06kg/(m3·d)的條件下，厭氧復合床內??養(yǎng)出顆粒污泥，處理效果明顯提高，苯酚去除率為98.7% ,CODcr去除率為98.3% 2結語

????含酚廢水成分復雜，沒有一個經濟有效的方法能將所有的問題都解決。目前，多種方法聯合處理含酚廢水的工藝比較普遍，這是因為化學方法比較適用于高濃度含酚廢水，而生物方法比較適用于中低濃度含酚廢水，使用化學方法將高濃度含酚廢水處理成低濃度含酚廢水，再用生物方法處理，既節(jié)省了投資，又能降低處理成本，是比較經濟的方法。因此，企業(yè)制定含酚廢水處理方案時，既要考慮技術方案的可行性，又要考慮方案的經濟性，還要考慮方案能否保護環(huán)境和不產生二次污染。

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