含酚廢水治理技術(shù)現(xiàn)狀及展望

鄒艷霞(遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司，遼寧 阜新 123000)

0 引言

含酚廢水治理是系統(tǒng)性的工作，在廢水治理環(huán)節(jié)中只有采取針對性的技術(shù)才能提升廢水質(zhì)量，減少各種有害物質(zhì)給生活環(huán)境造成的影響。所以對此類技術(shù)的應(yīng)用方式及要點(diǎn)進(jìn)行分析，探尋出科學(xué)有效的技術(shù)處理方案具有重要意義。

1 含酚廢水概述

1.1 酚類化合物的分類與性質(zhì)

酚類化合物所包含的種類很多，主要的類型就是苯酚、氯酚等，這些都是苯環(huán)或者其他芳香環(huán)的氫被1個(gè)或者多個(gè)羥基(-OH)取代之后所形成的化合物類型，簡稱為酚。根據(jù)芳環(huán)上所連接的羥基數(shù)目的差異，將其分為一元酚或者多元酚的類型。從酚類物質(zhì)組成特點(diǎn)分析，其位置和分子結(jié)構(gòu)是相關(guān)聯(lián)的，因?yàn)閮?nèi)部包含的羥基物質(zhì)增多，化學(xué)分子量、密度也會有所增加，熔點(diǎn)升高，在水中溶解度增加。因?yàn)榉宇愇镔|(zhì)主要是芳香類的羥基衍生物，所以會存在羥基反應(yīng)以及芳烴反應(yīng)中。

1.2 含酚廢水的來源與危害

酚類化合物是非常重要的化工原料，也是很多化工生產(chǎn)工藝的中間物，被大量的應(yīng)用到樹脂、尼龍等產(chǎn)品中，比如增塑劑、塑料制品等。酚類化合物應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，其產(chǎn)量也在不斷增加，酚類化合物殘料引發(fā)的污染問題較為嚴(yán)重，尤其是廢水內(nèi)含酚濃度非常大。

酚類物質(zhì)大多有毒害，與蛋白質(zhì)類物質(zhì)接觸后，會發(fā)生凝固反應(yīng)，如果人攝入超量的酚類物質(zhì)，容易發(fā)生貧血等嚴(yán)重的神經(jīng)類疾病；水溶性物質(zhì)也會給身體造成較大的毒害作用，吸入濃度較高的酚蒸氣或者大量的酚液體物質(zhì)都會導(dǎo)致中毒反應(yīng)；酚是目前已經(jīng)確認(rèn)的嚴(yán)重致癌類型的物質(zhì)，一旦攝入的量超過530 mg/kg體重，就會對人造成生命危險(xiǎn)。該物質(zhì)進(jìn)入到水體內(nèi)，會導(dǎo)致水體的嚴(yán)重污染，水中含酚0.002～0.015 mg/L時(shí)，加氯進(jìn)行消毒處理會形成氯酚，存在嚴(yán)重的惡臭性反應(yīng)，水體的質(zhì)量下降非常明顯，危害性極強(qiáng)；如果水體內(nèi)含量超過10 mg/L,任何魚類都將無法生存，生物危害性較高；酚類物質(zhì)會產(chǎn)生一定的毒素抑制生物的生長，甚至?xí)Ｖ股L，比如海藻、細(xì)菌等受到酚類物質(zhì)的影響都無法生長;含酚高于100 mg/L的水進(jìn)入到田地內(nèi)，會導(dǎo)致作物枯死或者減產(chǎn)。酚類物質(zhì)已經(jīng)是世界范圍內(nèi)公認(rèn)的一種毒害性的物質(zhì)，對于人體的毒害巨大[1]。

2 含酚廢水的治理技術(shù)

2.1 萃取法

萃取法的工作原理就是利用和水不相容的萃取劑進(jìn)行提取，這是因?yàn)檩腿┡c酚類物質(zhì)所具備的溶解性有明顯的差異，通過加入萃取劑的方式使得酚類物質(zhì)有效的提取，發(fā)生相轉(zhuǎn)移。這種方式的優(yōu)勢就是成本低、效果好、操作便捷，能夠及時(shí)的把廢水內(nèi)酚類物質(zhì)回收，尤其是針對污染嚴(yán)重的廢水，效果非常明顯，但該方法容易發(fā)生二次污染等嚴(yán)重問題，產(chǎn)生較大危害，需要慎重選擇使用。

目前萃取法的類型比較多，溶劑萃取法應(yīng)用比較普遍，其可以選擇使用的萃取劑主要是二異丙基醚、磷酸三丁酯、液體樹酯等，效果最好的是脫酚萃取劑，處理的效率會超過95%。但是萃取處理之后，廢水內(nèi)仍會有較多的含酚類物質(zhì)，不能達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)和要求，該方法只可以應(yīng)用到一級處理環(huán)節(jié)，要想保證處理后廢水滿足我國廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，還需要實(shí)施二次生化處理。應(yīng)用不同萃取劑，所產(chǎn)生的效果也會有所差異，需要根據(jù)不同的酚類物質(zhì)選擇使用。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，液膜萃取的處理方式，可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行酚類物質(zhì)遷移性處理，這樣保證萃取不會發(fā)生可逆性反應(yīng)。在具體的萃取環(huán)節(jié)，攪拌速度的控制非常重要，各項(xiàng)參數(shù)合格的情況下，處理效率可以達(dá)到90%。

2.2 吸附法

吸附法具體是應(yīng)用多孔吸附劑作為主要材料實(shí)施酚類物質(zhì)吸附處理，提高處理的質(zhì)量。因此，吸附劑材料選擇非常重要，吸附劑材料可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。該方法操作非常簡單，設(shè)備也不復(fù)雜，吸附效果非常好。但是由于目前再生條件、吸附效果方面并不理想，總體的處理效果相對較差，尤其是一些處理難度高的酚類廢水，還要進(jìn)一步處理。

目前使用比較普遍的就是固體吸附法，最為常見的是活性炭等吸附性良好的物質(zhì)，可以提高吸附的容量，即使酚類廢水濃度高，都可以采用吸附法處理。但是吸附劑的再生會存在一定難度。該類吸附措施在焦化、煉油等廢水處理中，效果相對較好。磺化煤的物質(zhì)也可以滿足吸附的要求，但是吸附量不大，并不能達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)，還要采取后續(xù)的處理措施方能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。樹脂吸附的方式應(yīng)用時(shí)，原材料就是孔徑比較大的樹脂材料，其對于苯酚分子的吸附能力是較高的，處理效果較高?；钚蕴坷w維也是吸附的重要材料之一，因?yàn)槠浔缺砻娣e較大，并且內(nèi)部存在有較多的微孔結(jié)構(gòu)形式，吸附再生的效果是非常好的，尤其是對于濃度較高的含酚類物質(zhì)的吸附，效果達(dá)到95%以上。

2.3 電解法

電解法主要是在電場的作用下，將廢水內(nèi)的酚類物質(zhì)進(jìn)行還原處理，將其轉(zhuǎn)化有機(jī)化合物，然后經(jīng)過氧化還原、中和、絮凝、氣浮等一系列的處理，達(dá)到凈化處理的效果。該方法的總體處理效果較好，占地面積小，設(shè)備也很簡單，并不會形成數(shù)量龐大的污泥材料，還會消除污染的問題，環(huán)境溫度影響也不大，被廣泛應(yīng)用到含酚廢水處理領(lǐng)域內(nèi)。電解法應(yīng)用到廢水處理領(lǐng)域內(nèi)，目前成熟度較低，所以推廣度較低，可以結(jié)合實(shí)際情況選擇使用電極性、催化劑等物質(zhì)，聯(lián)合使用提升處理效果，能耗也會降低，凈化效果會提升[2]。

2.4 化學(xué)法

化學(xué)法也是較為常見的酚類物質(zhì)處理方式，通過某些物質(zhì)和酚類物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然后形成或者分解成為不具備任何毒性的物質(zhì)?；瘜W(xué)沉淀法即應(yīng)用溶解度差、共沉、絮凝、綜合反應(yīng)等方式進(jìn)行廢水的處理，然后綜合其他的方式有效地處理含酚廢水，比如酚醛縮合法是目前常見的處理方式?；瘜W(xué)氧化法即在廢水內(nèi)加入必要的化學(xué)氧化劑，讓酚類物質(zhì)自動氧化分解，提高凈化處理效果。最為常見的氧化劑是臭氧、二氧化氯等等，這種方式操作非常簡單，設(shè)備要求比較低，但是成本較高，所以該技術(shù)的應(yīng)用受到限制。

2.5 生物化學(xué)法

2.5.1 活性污泥法

這種處理方式就是應(yīng)用活性污泥作為主要處理材料消除酚類污染物，是當(dāng)前常見工業(yè)廢水處理方法，在活性污泥內(nèi)加入好氧菌或者其他的微生物有效地處理酚類物質(zhì)，消除有害物質(zhì)的不利影響，處理環(huán)節(jié)包括物理、化學(xué)、生物等反應(yīng)過程。物理化學(xué)反應(yīng)最為明顯的就是實(shí)現(xiàn)酚類污染物吸附處理，保證凈化的質(zhì)量；生物處理方式是加入好氧菌將酚類污染物轉(zhuǎn)化出來，形成沒有任何毒害性和污染性的物質(zhì)。生物脫酚處理的操作相對簡單，成本也很低，使用資金并不高，綜合性能較好，完全滿足目前的工業(yè)廢水處理的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

2.5.2 生物膜法

這一方法是通過生物濾池表面附著的微生物黏膜處理廢水，消除污染物的影響。廢水會直接通過生物濾池結(jié)構(gòu)，利用內(nèi)部設(shè)置的過濾物質(zhì)吸附酚類物質(zhì)，而利用微生物快速繁殖，消除懸浮膠體、溶解物質(zhì)類型，組合形成膜類物質(zhì)，就可以把廢水內(nèi)的酚類物質(zhì)全部吸附處理，同時(shí)在有氧的環(huán)境內(nèi)，利用生物氧化性作用實(shí)現(xiàn)廢水內(nèi)物質(zhì)的分解處理，然后排放出去，也可以用作農(nóng)業(yè)灌溉，水質(zhì)完全符合灌溉要求。

2.5.3 生物接觸氧化法

該方法主要是將生物膜法以及活性污泥法的優(yōu)勢集合起來，我國在1980年將該技術(shù)大量應(yīng)用到實(shí)踐中，處理染料廢水有著較好的效果，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值很高。該方法應(yīng)用人工曝氣處理，把填料投入到污水內(nèi)部，在生物膜表面存在著比較多微生物，然后進(jìn)行污水處理，有害物質(zhì)的降解處理、轉(zhuǎn)化效果非常好。經(jīng)過生物接觸氧化的處理，可以保證酚類物質(zhì)的處理率達(dá)到99.99%。

2.5.4 厭氧法

厭氧法也是處理效果較好的一種方式，處理后的酚類物質(zhì)的廢水，不會形成較多的污泥。但由于酚類化合物的特性，會抑制厭氧微生物的正常生存，影響到處理效果。但是在實(shí)踐中研究人員發(fā)現(xiàn)，活性炭吸附質(zhì)量很高，在使用厭氧法處理時(shí)，采取活性炭為填料，加入到厭氧濾池內(nèi)同時(shí)進(jìn)行處理，可以保證物理吸附、生物降解同時(shí)進(jìn)行，有效提升處理效果[3]。

3 發(fā)展趨勢

(1)溶劑萃取技術(shù)中固相絡(luò)合萃取法實(shí)現(xiàn)大范圍的應(yīng)用，處理效果非常好，且成本較低，是未來非常有發(fā)展前景的技術(shù)之一。

(2)膜分離技術(shù)從實(shí)用角度出發(fā)，可以選擇應(yīng)用多種高分子材料作為主要處理原材料，讓膜分離技術(shù)可以有效的推廣和應(yīng)用。

(3)生化法可實(shí)現(xiàn)大面積的處理，成本較低且沒有二次污染的問題，技術(shù)成熟度較高。在未來一段時(shí)間內(nèi)，該技術(shù)必然會成為含酚廢水處理的主流技術(shù)之一。

(4)隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，氧化技術(shù)水平有了很大的提升，短時(shí)間內(nèi)氧化降解形成CO、H2O以及其他低分子無機(jī)化合物，去除率非常高，避免產(chǎn)生二次污染，縮短處理時(shí)間，也是未來研究的重點(diǎn)技術(shù)[4]。

4 結(jié)語

綜合以上分析，如何發(fā)揮含酚廢水治理技術(shù)的應(yīng)用功效，提升廢水的處理能力是目前研究者關(guān)注的一個(gè)話題。因此，針對現(xiàn)狀就需要加大研究力度對含酚廢水治理技術(shù)的應(yīng)用方式、應(yīng)用范圍進(jìn)行探究，通過技術(shù)優(yōu)化提升廢水處理能力。