液液萃取技術(shù)處理含酚廢水處理的研究現(xiàn)狀

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

????關(guān)鍵詞:含酚廢水;研究現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

????酚類(lèi)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(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生各種含酚廢水。從這些含酚廢水中提取酚類(lèi)物質(zhì)既可回收利用資源，又可減少環(huán)境污染。多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)含酚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(duì)含酚廢水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)作一評(píng)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。絡(luò)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(yīng)用，易于工業(yè)實(shí)施，經(jīng)2 -- 3個(gè)萃取理論級(jí)可以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。江燕斌}z}等使用絡(luò)合萃取劑為30%TBP煤油溶液，與酚形成組成為1 ：1的絡(luò)合物，通過(guò)三級(jí)錯(cuò)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(luò)合反應(yīng)的萃取分離方法為一步萃取脫酚達(dá)標(biāo)，提出了可能的途徑。清華大學(xué)研制的混合型絡(luò)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(guò)單一萃取操作使廢水含酚量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但此技術(shù)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(wèn)題。

????近年來(lái)，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?xì)浠衔锏幕舅枷耄槍?duì)工業(yè)含酚廢水的特征開(kāi)發(fā)了一系列YH型高效的固定相絡(luò)合萃取劑，解決了溶劑損失等問(wèn)題。殷中意等研究制作成本較低的固定相絡(luò)合萃取劑YH-1，在酸性和中性條件下，應(yīng)用于單級(jí)或多級(jí)固定床(或振動(dòng)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(dá)99.3%，固定相絡(luò)合萃取法具有操作范圍廣、容易再生、處理效果好等特點(diǎn)，是一個(gè)具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、高效、可靠的新技術(shù)。

2高級(jí)氧化處理技術(shù)

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(xué)氧化法處理。濕式空氣氧化(WAO)是目前采用的處理技術(shù)之一。由于濕式空氣氧化需要高溫高壓，不但能耗高而且對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求也高，因此，濕試空氣氧化在實(shí)際應(yīng)用中往往只做預(yù)處理技術(shù)來(lái)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(dá)到較好的廢水處理效果。但從目前的催化劑性能和效果來(lái)看，要達(dá)到將廢水污染物徹底氧化分解仍然存在許多問(wèn)題，比如:停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，氧化???中間產(chǎn)物小分子有機(jī)酸更難氧化分解等，因此，對(duì)高濃度難生物降解有機(jī)廢水，有人提出把濕式空氣氧化或催化濕式氧化只做預(yù)處理技術(shù)，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，這樣可以彌補(bǔ)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?jī)煞N催化劑處理苯酚的催化效果，結(jié)果表明有140 ℃催化濕式氧化1h, CODcr去除率分別達(dá)到93. 2%和88.4%，在較低溫度下達(dá)到預(yù)處理效果。

2. 2光化學(xué)氧化法

????目前研究較多的是非均相半導(dǎo)體光催化氧化法和均相光氧化法兩大類(lèi)}y。

2. 2. 1非均相半導(dǎo)體光催化氧化法

????目前研究較多的半導(dǎo)體粉末催化劑是TiOz,TiO2:光學(xué)與化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒、價(jià)廉且易于得到。非均相半導(dǎo)體光催化氧化法一般可使有機(jī)物完全降解，如楊國(guó)棟等用TiO2半導(dǎo)體光催化氧化較低濃度的含酚廢水，于Ph 4時(shí)光解2h，可使酚去除率達(dá)到100%。但要完全投入實(shí)際應(yīng)用還需要做很多的工作。TiO2半導(dǎo)體光催化氧化研究的理想目標(biāo)是能利用太陽(yáng)能，大大提高光量子效率，在今后的研究中，應(yīng)該在太陽(yáng)能的利用等方面進(jìn)行深入的研究，爭(zhēng)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(diǎn)。該法是在含有亞鐵離子的酸性溶液中投加過(guò)氧化氫時(shí)，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(yīng)，加快有機(jī)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(jī)物的礦化程度，但UV/Fenton法處理高濃度有機(jī)廢水的能力有限。張乃東等將草酸鹽引入U(xiǎn)V/Fenton體系，可有效提高對(duì)紫外和可見(jiàn)光的利用率，進(jìn)而提高了對(duì)高濃度苯酚廢水去除效果。但是該UV?- vis/草酸鐵絡(luò)合物/H2O2法在運(yùn)行中還需投加H2O2和C2O42+，耗費(fèi)較高的電能，因此成本較高。

2. 3電催化技術(shù)

????近年來(lái)，電催化技術(shù)因其處理效率高、操作簡(jiǎn)便、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、環(huán)境兼容性好等優(yōu)點(diǎn)而引起了研究者的注意。電催化技術(shù)是在適當(dāng)?shù)目刂茥l件下通過(guò)電極催化產(chǎn)生很強(qiáng)的自由基，從而能有效降解有機(jī)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(shù)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(shí)，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(yù)處理而直接處理，具有很好的應(yīng)用前景。

2. 4超聲聲化學(xué)氧化法

????超聲聲化學(xué)氧化法是20世紀(jì)80年代后期新發(fā)展起來(lái)的有機(jī)污染物高效處理技術(shù)。Neis和Suri等研究使用超聲波分解廢水中的有機(jī)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(qiáng)氧化性物質(zhì)（如°OH）使難降解有機(jī)物在此條件下完全氧化降解、無(wú)二次污染。ChristianPeterier等研究???氯代苯酚、苯酚等的聲化學(xué)降解過(guò)程，發(fā)現(xiàn)這些酚類(lèi)化合物最終都被完全礦化為HCl ,H2O , CO和CO2。

????與其他水處理技術(shù)相比，超聲輻射降解法仍存在處理量少、費(fèi)用高的問(wèn)題，目前仍屬探索階段，其工業(yè)化應(yīng)用還有許多問(wèn)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(jī)污染物在超臨界水中氧化分解為CO2、H2O等無(wú)害的小分子化合物。如果水的溫度和壓力超過(guò)臨界點(diǎn)(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(shí)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(jī)物和一些氣體如氧氣。此外，超臨界水具有較大的擴(kuò)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(jī)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(jī)廢水是由美國(guó)學(xué)者M(jìn)odell首先提出的。在國(guó)外，此項(xiàng)技術(shù)受到了特別的重視，在國(guó)內(nèi)，該項(xiàng)研究尚處于起步研究階段。林春綿等對(duì)超臨界水中苯酚的氧化分解進(jìn)行初步的研究，為超臨界氧化法處理有機(jī)廢水的應(yīng)用提供一些基礎(chǔ)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(yīng)，面臨的主要問(wèn)題是反應(yīng)器濕式空氣氧化需要高溫、高壓狀態(tài)下反應(yīng)，面臨的主要問(wèn)題是反應(yīng)器材的腐蝕，對(duì)反應(yīng)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(yīng)用。研制長(zhǎng)期耐高溫、耐腐蝕的反應(yīng)器材質(zhì)是該法大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

3生化處理技術(shù)

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(duì)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(zhǎng)的碳源，因此活性污泥法是常用的除酚方法。但該法同時(shí)也存在運(yùn)行管理要求高、對(duì)毒物承受能力低、不適應(yīng)沖擊負(fù)荷、曝氣池容積負(fù)荷低、污泥產(chǎn)生量大等不足之處，對(duì)組成復(fù)雜、濃度較高的含酚廢水處理效果不理想。

????因此，近年來(lái)在常規(guī)活性污泥基礎(chǔ)上做了一些改進(jìn)。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(lái)開(kāi)發(fā)的膜分離活性污泥法，這些改進(jìn)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

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