白 雪

(山西省化工設(shè)計院，山西 太原 030024)

含酚廢水工業(yè)處理方法

白 雪

(山西省化工設(shè)計院，山西 太原 030024)

簡述了處理含酚廢水的工業(yè)處理方法。根據(jù)處理方法的不同，分為物理法、化學(xué)法、生物法3大類。比較了3類處理方法的優(yōu)缺點，著重分析了含酚廢水的工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀及未來工業(yè)處理方法的發(fā)展方向。

含酚廢水;工業(yè)處理;物理法;化學(xué)法;生物法

酚類化合物毒性大、難降解，是一種原生質(zhì)毒物，對一切生物個體都有毒殺作用。酚類化合物是我國優(yōu)先監(jiān)測的持久性有機(jī)物。含酚廢水在我國水污染控制中被列為重點解決的有害廢水之一。目前含酚廢水的處理方法主要有物理法、化學(xué)法、生物法。

1 含酚廢水的物理處理方法

物理法對高濃度的含酚廢水的處理效果比較明顯，操作簡單易行，在工業(yè)含酚廢水的處理中得到廣泛應(yīng)用。物理法主要包括吸附法、萃取法、液膜法。

1.1 吸附法

吸附法是利用吸附劑的多孔性質(zhì)將廢水中的酚類物質(zhì)吸附，吸附飽和后，再利用堿液、蒸汽或有機(jī)溶劑進(jìn)行解吸脫附。常用的吸附劑有磺化煤、活性炭、沸石、大孔樹脂等。

磺化煤再生容易，但吸附容量較小，需進(jìn)行二級處理，限制了它的廣泛應(yīng)用?；钚蕴康奈饺萘看?，對高、低濃度廢水都有較好的去除效果，但再生問題是制約其發(fā)展的關(guān)鍵。大孔樹脂有大量的孔穴和較大的比表面積，具有良好的疏水性，對酚類物質(zhì)吸附可逆性好。大孔樹脂處理含酚量較低的廢水己取得較好的效果，但由于吸附量有限，對于含酚量較高的廢水處理效果明顯下降[1]。

吸附法脫酚率一般在80%左右，操作繁瑣，消耗大，成本高，但設(shè)備簡單，便于自行制造，一般于小規(guī)模的含酚廢水的回收。

1.2 溶劑萃取法

溶劑萃取技術(shù)的關(guān)鍵是選擇可再生萃取劑和經(jīng)濟(jì)高效的對酚類進(jìn)行回收[2]，常用萃取劑有MIBK、苯、醋酸丁酯、異丙醚等。在選用萃取劑時，分配系數(shù)盡量高為好，在應(yīng)用上還需考慮價廉易得，不溶或少溶于水，水中不乳化，溶劑蒸氣分壓小，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、對設(shè)備腐蝕性小，毒性小等[3]。

魯奇加壓煤氣爐制備煤氣工藝生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生較多的含酚廢水，含酚量>4000 mg/L，COD >5000。中煤黑龍江煤炭化工(集團(tuán))有限公司分別采用二異丙基醚和甲基異丁基酮作為萃取劑，萃取效果明顯；采用甲基異丁基酮作為萃取劑的萃取效果更好，出水指標(biāo)合格率可達(dá)到100%[4]。

溶劑萃取法回收酚應(yīng)用較廣，是工業(yè)上常用的廢水脫酚方法之一，它的優(yōu)點是處理能力大、能有效地回收和利用廢水中的酚類化合物，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益；缺點是設(shè)備較復(fù)雜、工程投資高、處理后的廢水酚含量難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，萃取劑價格昂貴，還易造成二次污染。

1.3 液膜法

液膜法處理含酚廢水采用水包油包水(W/0/W)體系。液膜法具有工藝簡單、高效快速、選擇性高、分離效率高、乳液經(jīng)破乳后可重復(fù)使用等優(yōu)點，適用于高低濃度含酚廢水的處理，除酚率可達(dá)99.9%[5]。汪叢等[6]研究了以磷酸三丁酯為載體的Span-80/甲苯/NaOH乳狀液膜體系的制備及穩(wěn)定性。通過乳液液膜法處理蘭炭含酚廢水，除酚率達(dá)到96%以上。

液膜法操作技術(shù)要求高，液膜的穩(wěn)定性還未徹底解決。國外對液膜法研究較多，我國尚處于起步階段，工業(yè)上還未廣泛推廣。

2 含酚廢水的化學(xué)處理方法

含酚廢水的化學(xué)處理以氧化法為主，具有分解速度快、氧化能力強(qiáng)、凈化率高、設(shè)備緊湊、適于深度處理等優(yōu)點。

2.1 化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法的氧化劑包括高錳酸鉀、氯、臭氧等。

研究表明[7]，僅使用高錳酸鉀作為活性組分時，對高濃度苯酚分解效果不明顯，且需要固體進(jìn)料裝置。氯可能形成氯酚類有毒化合物，造成二次污染。高錳酸鉀和氯均存在化學(xué)藥劑消耗量大、價格較昂貴的問題，工業(yè)上應(yīng)用較少。臭氧氧化的能力強(qiáng)，有殺菌能力，用它來處理含酚廢水，無惡臭物質(zhì)產(chǎn)生，但由于廢水中污染物分散度大，臭氧在水中的溶解度較小，使其在水處理中的利用率比較低，且臭氧產(chǎn)生費(fèi)用高，使其工業(yè)應(yīng)用受到限制。

2.2 高級氧化法

高級氧化法是以羥基自由基作為主要氧化劑的氧化技術(shù)，因其具有降解徹底、無二次污染、停留時間短等優(yōu)點，近年來受到國內(nèi)外相關(guān)科技工作者的青睞。目前研究較多的氧化劑有Fenton試劑、H2O2及ClO2等。

Fenton氧化技術(shù)反應(yīng)具有反應(yīng)快速、條件溫和、操作簡單、高效、可自動產(chǎn)生絮凝、適用范圍比較廣等優(yōu)點。近年來，fenton氧化法和超聲[8]、光[9]、電[10]相耦合處理含酚廢水研究較多，特別適用于難生物降解或一般化學(xué)氧化難以分解的有機(jī)廢水，但依然存在H2O2耗量大、處理費(fèi)用較高等缺點，因此多用于低濃度、少量廢水的處理。二氧化氯在水處理中使用方便，不會形成二次污染，具有去嗅、去異味的能力[11]。但由于所用藥劑消耗量大、價格較昂貴，用于廢水的處理很不經(jīng)濟(jì)，因此工業(yè)上應(yīng)用較少。

2.3 其他氧化法

電催化氧化技術(shù)具有氧化降解能力強(qiáng)、備體積小、易于操作控制和無二次污染等優(yōu)點，可以在常溫常壓下直接處理不經(jīng)稀釋或中和調(diào)節(jié)等預(yù)處理的高濃度高酸性的含酚廢水。但電催化氧化法的能耗較大，成本較高，制約了其實際應(yīng)用與推廣[12]。

超聲氧化法是一種清潔目理想的處理方法。它集高級氧化、熱解、超臨界氧化等技術(shù)為一體，具有高效、污染小、操作方便等優(yōu)點，孫秀君[13]等利用超聲波處理含酚廢水，研究了超聲波功率、超聲波反應(yīng)時間、廢水pH的影響。目前超聲氧化法主要還停留在實驗室里小水量的模擬處理研究階段。

光化學(xué)氧化反應(yīng)條件溫和、氧化能力強(qiáng)、適用范圍廣，特別適用于難生物降解的有毒有機(jī)物的處理。研究較多的是TiO2，TiO2的光化學(xué)性十分穩(wěn)定，無毒價廉，不需要非?？量痰牟僮鳁l件，是一種簡單并且高效的高級氧化處理技術(shù)，對難降解有機(jī)污染物有明顯的優(yōu)勢[14],孫勝敏[15]等用超聲分散法制備摻鋅的二氧化鈦光催化劑，研究了不同影響因素對苯酚去除率的影響。

超臨界水氧化技術(shù)[16]具有反應(yīng)迅速、徹底、清潔環(huán)保的優(yōu)點。但超臨界水氧化法需要在特殊的高溫、高壓狀態(tài)下反應(yīng)，反應(yīng)器材腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)行功耗大，在一定程度上限制了其工業(yè)化應(yīng)用，目前還處理探索階段[17]。

3 含酚廢水的生物處理方法

目前的生物處理技術(shù)中，生物處理方法主要有活性污泥法、固定化微生物技術(shù)、生物膜法。

3.1 活性污泥法

活性污泥法是目前使用最廣泛的生物處理法，工藝成熟，是含酚廢水無害化處理的主要方法。但在實際運(yùn)用中還存在著種種問題，例如對毒物承受力低、不適應(yīng)沖擊負(fù)荷、產(chǎn)生大量污泥、曝氣池容積負(fù)荷低、對高濃度含酚廢水處理效果不理想等。因此為保證含酚廢水的處理效果，活性污泥法還需要從現(xiàn)存問題中改進(jìn)工藝[18]。

3.2 固定化微生物技術(shù)

固定化細(xì)胞技術(shù)在處理時間及苯酚濃度兩方面均優(yōu)于活性污泥法，具有處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、可純化和保持高效優(yōu)勢菌種、反應(yīng)器中生物量大、污泥產(chǎn)生量少以及固液分離效果好等一系列優(yōu)點，但該技術(shù)還處于研究階段，在操作系統(tǒng)、固定化微生物選擇等方面還有待優(yōu)化[19]。

3.3 生物膜法

生物膜法[20]是利用附著在濾料或填料表面上的微生物形成的生物膜對水中酚類物質(zhì)進(jìn)行吸附轉(zhuǎn)化。生物膜法對水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，污染物去除效果好，操作管理簡單，是一種廣泛采用的生物處理方法。生物法較之物理法和化學(xué)法有著經(jīng)濟(jì)、高效的優(yōu)點，設(shè)備簡單、處理效果好、處理量大、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、受氣候條件影響小;生物法實現(xiàn)了廢水處理無害化、無二次污染。生物處理法的缺點是預(yù)處理要求高，基建投資高、占地面積大。多用于園區(qū)水處理最后一道把關(guān)處理。

4 展望

綜上所述，物理法和化學(xué)法適用于高濃度含酚廢水。生物法是含酚廢水無害化的主要方法，但由于菌種適應(yīng)性的限制，目前多用于低濃度含酚廢水?？紤]到工業(yè)含酚廢水的復(fù)雜與多樣性，在實際的處理中，往往采用多種方法相耦的方案進(jìn)行處理。

含酚廢水的處理不僅要考慮環(huán)境污染問題，更要考慮到社會效益以及經(jīng)濟(jì)效益。隨著化工企業(yè)園區(qū)集約化的發(fā)展，依托園區(qū)的公共基礎(chǔ)，先分級分類處理，再匯總處理是含酚廢水未來發(fā)展的主要方向。

[1] 王紅娟,奚紅霞,夏啟斌,等.含酚廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀與開發(fā)前景[J].工業(yè)水處理,2002,22(6):6-9.

[2] 陳克玲.溶劑萃取含酚廢水及萃取劑的選擇[J].山西化工,1991(1):51-53.

[3] 張芳西.含酚廢水的回收利用與處理[J].化學(xué)通報,1974(2):14-19.

[4] 蔣士鑫.碎煤加壓氣化含酚廢水處理方法的優(yōu)化[J].煤化工,2011(6):49-51.

[5] 林華寶.含酚廢水治理技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].化學(xué)工程與裝備,2010(7):131-133.

[6] 汪 叢,淞李林,波 畢,等.乳液液膜法處理高濃度蘭炭含酚廢水[J]. 環(huán)境化學(xué),2014,33(3):494-499.

[7] 張 晨,趙勝勇,劉 菲.常溫下高錳酸鉀系催化劑處理含酚廢水效果研究[J].河南科學(xué),2015,33(6):1004-1006.

[8] 李亞峰,高穎.超聲波/Fenton處理含酚廢水的影響因素[J]. 環(huán)境工程學(xué)報,2015,9(3):1233-1237.

[9] 魏 冰,張巧玲,劉有智,等.旋轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器光催化降解苯酚廢水動力學(xué)[J].環(huán)境工程學(xué)報,2016,10(3):1305-1309.

[10] 李皓月,劉有智,高 憬,等.超重力-電催化-Fenton禍合法處理含酚廢水[J].過程工程學(xué)報,2015,15(6):1006-1011.

[11] 楊彩玲,魏瑞霞.含酚廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J].過程工程學(xué)報,2010,31(1):102-105

[12] 劉江永,吳桐,張麗丹. 工業(yè)含酚廢水處理的研究進(jìn)展[J]. 河南化工,2010,27(2):25-31.

[13] 孫秀君:超聲波預(yù)處理含酚廢水技術(shù)研究[J].應(yīng)用化工,2016,45(1):190-194.

[14] 孫華林.含酚廢水的處理技術(shù)進(jìn)展[J]. 化工中間體,2002(15):13-15.

[15] 孫勝敏.鋅摻雜二氧化鈦對含酚廢水的降解作用的研究[J].哈 爾 濱 商 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報( 自然科學(xué)版),2012,28(2):140-142.

[16] 王玉珍,王樹眾,郭 洋,等.超臨界水氧化法與普通生化法處理含酚廢水技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評估[J].水處理技術(shù),2013,39(10):97-103.

[17] 陳美玲.含酚廢水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].化學(xué)工程師,2003 (2):48-51.

[18] 杜 婷,馮柏林,李 花，等.工業(yè)含酚廢水的處理研究[J]. 廣州化工,2014,42(8):26-28.

[19] 丁朋曉,張連英,陳文波.含酚廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 甘肅科技,2013,29(16):25-27.

[20] 范榮桂,高海娟,李 賢,等含酚廢水綜合治理新技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]. 甘肅科技,2013,39(4):5-8.

(本文文獻(xiàn)格式：白 雪.含酚廢水工業(yè)處理方法[J].山東化工，2017，46(10)：179-181.)

Industrial Treatments of Phenol Wastewater

BaiXue

(Shanxi Chemical Engineering Design Institute ，Taiyuan 030024)

This paper summarized the treatment of industrial wastewater containing phenol method. The wastewater treatment processes can be divided into physical method, chemical method and biological method. Compare the advantages and disadvantages of three kinds of treatment methods, emphatically analyzed the present situation of industrial application of wastewater containing phenol and the future development direction of industrial process.

phenol wastewater；industrial processing;physical method；chemical method ；biological method

2017-03-31

X703

A

1008-021X(2017)10-0179-03