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含酚廢水處理的研究與進(jìn)展

李啟龍 孔 慧/上海康盛環(huán)保能源科技有限公司

工業(yè)含酚廢水來(lái)源廣，危害大，經(jīng)濟(jì)而高效地治理與回收工業(yè)廢水中酚類物質(zhì)極為重要。文章介紹了含酚廢水的危害，國(guó)內(nèi)外對(duì)含酚廢水處理技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合具體實(shí)例對(duì)各種影響因素進(jìn)行了細(xì)致的分析，并提出了相關(guān)的改進(jìn)建議及研究方向。

含酚廢水；處理技術(shù)；溶劑萃??；發(fā)展趨勢(shì)

1 前言

酚類物質(zhì)包括苯酚的取代物、多元酚、氯酚、硝基酚及苯氧基酸等。酚的用途相當(dāng)廣泛，且用量與日俱增，含酚廢水污染環(huán)境的程度日益嚴(yán)重，對(duì)人類造成的危害也日益加深。酚類化合物屬于芳香類化合物，是美國(guó)國(guó)家環(huán)?？偸?EPA)列出的129種優(yōu)先控制的污染物之一，含酚廢水在我國(guó)水污染控制中被列為重點(diǎn)解決的有害廢水之一。

酚類物質(zhì)可以通過(guò)生物的外表皮或呼吸系統(tǒng)進(jìn)入到體內(nèi)。酚類化合物在生物體內(nèi)能夠使細(xì)胞組織失去活，酚類化合物對(duì)水中的生物、農(nóng)作物都有毒害作用，酚類廢水的毒性還可以抑制水體中其它生物的自然生長(zhǎng)速度，破壞生態(tài)平衡。因此，開(kāi)發(fā)出具有符合實(shí)際、能夠工業(yè)化、處理酚類廢水效果理想的工藝技術(shù)具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

2國(guó)內(nèi)外含酚廢水處理技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)

目前，國(guó)內(nèi)含酚廢水的處理技術(shù)有物理法、化學(xué)法和生物法。其中物化法包括焚燒法、萃取法、蒸汽法、吸附法等；化學(xué)法有化學(xué)氧化法、紫外氧化法、光化學(xué)氧化法、化學(xué)沉淀法、離子交換法、液膜法等；生物法包括活性污泥法、生物濾池法、接觸氧化法等。含酚廢水處理技術(shù)的選擇取決于含酚廢水中酚濃度、CODcr值及其它因素。為提高含酚廢水處理效果，可以將物理、化學(xué)和生物的方法結(jié)合起來(lái)。根據(jù)處理方式來(lái)劃分，含酚廢水污染控制技術(shù)分為回收技術(shù)和消除技術(shù)，對(duì)于高濃度(＞20000mg/L)的含酚廢水采用回收技術(shù)；對(duì)于中等濃度或低濃度(＜1000mg/L)的含酚廢水，采用一定的技術(shù)將其降解、消除是較好的治理辦法。

2.1 溶劑萃取法

萃取法工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，分離效果較好，同時(shí)又可以從廢水中回收部分有機(jī)物，萃取劑可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，是廢水處理常用的工藝技術(shù)。萃取法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化處理含酚廢水。選擇經(jīng)濟(jì)又高效的酚類回收和可再生萃取劑，是含酚廢水溶劑萃取技術(shù)的實(shí)施關(guān)鍵。溶劑萃取法關(guān)鍵工藝有兩個(gè)：一是將待分離的酚類廢水和萃取溶劑混合，酚類化合物被萃取劑中的絡(luò)合劑絡(luò)合而轉(zhuǎn)移到萃取相中；二是反萃取操作，即為了實(shí)現(xiàn)有價(jià)值酚類化合物回收和萃取劑的循環(huán)利用，將萃取劑進(jìn)行再生處理。萃取劑影響萃取產(chǎn)物的質(zhì)量、組成、分離程度以及萃取操作的效果。目前使用較多的傳統(tǒng)型萃取劑有苯、重苯、N-503煤油、醋酸乙酯、異丙醚、苯乙酮、磷酸三丁酯(TBP)等。國(guó)外一些技術(shù)專利商在處理生產(chǎn)裝置排放含酚廢水時(shí)，一般采用MIBK、異丙基醚等作為萃取劑，取得很好的效果，但萃取劑的價(jià)格較高，而且容易引入外來(lái)有機(jī)物雜質(zhì)，造成二次污染。最新的萃取技術(shù)是基于可逆絡(luò)合反應(yīng)萃取分離原理開(kāi)發(fā)的含酚廢水處理技術(shù)，分離因數(shù)高、操作簡(jiǎn)單，一般經(jīng)過(guò)2～3級(jí)接觸即可使殘液中酚含量小于0.5mg/L。

2.2 吸附法

吸附法是一種傳統(tǒng)的含酚廢水處理方法。吸附法的原理是利用吸附劑自身具有的吸附性將廢水中有機(jī)污染物吸附在吸附劑的孔道表面上。當(dāng)吸附劑達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，再對(duì)吸附劑進(jìn)行脫附處理，去除吸附在吸附劑表面的有機(jī)物。常用的吸附劑有固體活性炭、樹(shù)脂、沸石、活性碳纖維、磺化煤、膨潤(rùn)土以及吸附樹(shù)脂等。實(shí)驗(yàn)表明，活性炭的單位質(zhì)量的比表面積最大，其吸附能力較其他吸附劑要強(qiáng)。吸附法處理有機(jī)廢水的工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單、處理效果穩(wěn)定、不增加其他的污染物，避免二次污染等特點(diǎn)，但由于吸附劑的孔道眾多、孔徑微小，容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，使再生的運(yùn)行成本增加，導(dǎo)致總的廢水處理工程的運(yùn)行費(fèi)用增加等因素是阻礙吸附技術(shù)發(fā)展的主要原因。

2.3 生化技術(shù)

目前，生化處理方法是處理工業(yè)廢水應(yīng)用最廣泛的處理方法之一，尤其是處理城市生活污水、易降解的有機(jī)廢水等。國(guó)內(nèi)的絕大多數(shù)苯酚丙酮裝置的含酚廢水處理基本都采用生化法。生化法處理含酚廢水具有處理規(guī)模大、運(yùn)行成本相對(duì)較低等優(yōu)勢(shì)，但由于含酚廢水具有的毒害性能夠?qū)ξ⑸锏纳L(zhǎng)有抑制作用，處理高濃度的含酚廢水時(shí)難以達(dá)到理性的去除效果。采用厭氧-好氧工藝對(duì)含酚廢水進(jìn)行處理，不僅可以去除廢水中的酚類物質(zhì)，出水的COD與NH3-N均可滿足國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)，是對(duì)現(xiàn)有活性污泥法處理技術(shù)很好的發(fā)展。

2.4 高級(jí)氧化法

化學(xué)氧化法是向含酚廢水中加入某些特定性質(zhì)的化學(xué)藥劑，使酚類物質(zhì)氧化降解?；瘜W(xué)氧化法一般應(yīng)用于處理廢水中酚的含量在1000mg/L以下?；瘜W(xué)氧化法處理含酚廢水的優(yōu)點(diǎn)在于處理流程簡(jiǎn)單，處理效果好，反應(yīng)時(shí)間短等。Fenton氧化法是應(yīng)用最多的一類高級(jí)氧化法，它由H2O2和Fe2+的溶液混合而成，在Fe2+的作用下，H2O2分解出的·OH具有很強(qiáng)的氧化性。Fenton試劑可以在相對(duì)低的溫度、壓力等反應(yīng)條件下，氧化分解廢水中的絕大多數(shù)有毒有害的，難以生物降解的有機(jī)污染物。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和研究的進(jìn)一步深入，通過(guò)向Fenton試劑中引入光輻射、電化學(xué)作用或是加入某種催化劑如草酸類的鹽，都能使H2O2分解產(chǎn)生更多的OH，使Fenton試劑的氧化能力有明顯的提高。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著絡(luò)合萃取技術(shù)、雙溶劑萃取技術(shù)和萃取置換-生物降解耦合技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，溶劑萃取法將為含酚廢水處理提供更有效的途徑。近年來(lái)在高級(jí)氧化法、生物技術(shù)等方面研究取得了一系列進(jìn)展，為進(jìn)一步提高廢水脫酚效率、控制生產(chǎn)成本，對(duì)含酚廢水的深度處理提供了理論基礎(chǔ)。針對(duì)不同的水質(zhì)采取不同的處理辦法，在尋求高效脫酚技術(shù)時(shí)，不僅要考慮其環(huán)境效益和社會(huì)效益，更要考慮其經(jīng)濟(jì)效益，即治理了污染，又使酚類化合物得到了回收利用。