孫海麗，李春琴，岳 斌，常國華

(蘭州城市學院 地理與環(huán)境工程學院，甘肅 蘭州 730000)

1 苯酚廢水及其危害

苯酚是一種簡單的酚類有機弱酸，是石油、造紙、橡膠等工業(yè)廢水中常見有機污染物[1]，苯酚對很多生物體有較強的毒害作用，具有致癌、致畸和致突變作用，故已被許多國家列入重點污染物名單[2]。除了工業(yè)廢水外，糞便和含氮有機物在分解過程中也會產(chǎn)生酚類化合物，所以城市中排出的大量糞便污水也是水體中酚污染的重要來源。

苯酚可以直接通過皮膚、粘膜的接觸對人體產(chǎn)生毒害，能與細胞原漿中蛋白質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)導(dǎo)致細胞失活[3,4]。低濃度苯酚溶液僅能使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，而高濃度苯酚溶液能夠使蛋白質(zhì)發(fā)生凝固，最終引起組織壞死[5]。苯酚對一切生命個體都有毒殺作用，濃度大約0.2%的苯酚就有殺菌作用，約1%就可以殺死一般的細菌，約1.3%就可以殺死真菌。水質(zhì)受含酚廢水污染后，會產(chǎn)生許多嚴重后果。當水中的苯酚濃度為0.1～0.2 g/L時就會引起水體發(fā)臭現(xiàn)象，進而影響魚類的繁殖，魚貝類質(zhì)量也會下降，魚肉還會有酚味，甚至無法食用；當水中的苯酚濃度為6.5～9.3 g/L時魚類就會中毒死亡，甚至絕跡；當用含酚濃度大于100 g/L的廢水灌溉農(nóng)田時，就會讓農(nóng)作物直接枯死，引起大量減產(chǎn)[6]。2017年，WHO 已將酚類化合物列為可能的致癌物之一。由于以上種種原因，如何去除工業(yè)廢水中的酚類化合物已經(jīng)成為當代環(huán)境領(lǐng)域重點研究的問題之一[7]。

2 苯酚廢水的處理方法

隨著人們對苯酚造成危害的進一步研究，目前已形成了多種處理含酚廢水的方法，歸納總結(jié)起來主要包括3種：物理法、化學法和生物法[8,9]。

2.1 物理法

物理處理法主要包括：吸附、萃取、蒸餾、氣浮、離子交換和膜分離等方法[10]。與其他方法相比，吸附法來源廣泛、安全可靠、應(yīng)用范圍廣、化學性質(zhì)穩(wěn)定、處理程度高，主要適用于高、低濃度的含酚廢水處理，是一種方便易行的處理方法[11]，這種方法主要是利用各種吸附材料(如沸石、活性炭、硅藻土等)的多孔結(jié)構(gòu)將廢水中的有毒有害物質(zhì)吸附在其表面，然后利用物理或化學等方法進一步解吸脫附處理。在一些常見的吸附材料中，活性炭的吸附性能較好，但是其價格較高。所以，在處理效果好的基礎(chǔ)上還應(yīng)考慮到處理成本問題。目前，人們已尋找出價格低廉、處理效果好的新型吸附材料，包括生物吸附材料、天然吸附材料、工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品吸附材料等。

2.2 化學法處理含酚廢水

化學處理法主要包括：氧化、還原、中和、沉淀、電解、光催化等方法，處理含酚廢水的化學法主要是以化學氧化為主[12]，該方法較適用于低濃度的含酚廢水的降解處理，其主要是利用一些化學氧化劑的強氧化性作用與含酚廢水中的酚類物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以達到去除效果?；瘜W氧化法的工藝設(shè)備簡單易操作、處理程度高且無二次污染，但費用較高，且處理之后的酚類物質(zhì)不能再次回收，使其使用與發(fā)展受到限制。常見的化學氧化方法主要有光催化氧化、濕式催化氧化、電催化、超聲聲化學氧化、超臨界水氧化等方法[13]。其中，光催化氧化法是一種新興的高級處理含酚廢水的技術(shù)，適用于較高濃度含酚廢水的處理，這種方法操作技術(shù)簡單、成本低、降解速率快、處理程度高、無二次污染、可回收反復(fù)利用。此外，電催化氧化法、超臨界氧化法等新興處理技術(shù)也具有類似的優(yōu)點，已引起學界的廣泛關(guān)注，這些新興處理技術(shù)將會市場中也越來越受歡迎。

2.3 生物法處理含酚廢水

目前，生物法是一種處理廢水比較普遍的、經(jīng)濟有效的技術(shù)方法，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于含酚廢水的處理。這種方法主要利用植物、動物和微生物的新陳代謝來降解轉(zhuǎn)化有機物，以合成自身的所需的小分子化合物質(zhì)。污水的生物處理方法多種多樣，但根據(jù)微生物與氧的關(guān)系，可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。

2.3.1 好氧生物處理法

根據(jù)微生物在結(jié)構(gòu)中的懸浮或固定狀態(tài)，好氧生物處理可分為活性污泥法和生物膜法?；钚晕勰喾ň哂泻芎玫膬艋芰?，是當前工作效率高且無二次污染的一種人工生物處理方法，因而在生活中得到十分廣泛的使用?；钚晕勰喾丛诶谖⑸锷娴臈l件下，廢水中酚類物質(zhì)和活性污泥充分接觸后，使其盡可能的吸附在污泥表面，從而使廢水達到凈化的一種方法。活性污泥法適用于含酚濃度小于300 g/L的低濃度廢水的處理，其設(shè)備簡單易操作、占地面積少、處理效果好、無二次污染，并且受氣候變化的影響較小，但是這種方法也存在產(chǎn)生的污泥量大，對毒物耐受能力差并且不能回收酚等缺點[14]?；钚晕勰喾ǖ幕玖鞒倘鐖D1所示。

圖1 活性污泥法基本流程

生物膜法是利用附著在濾料表面的微生物的代謝作用，去除廢水中污染物的一種方法[15]。這種方法適用于低濃度廢水的一、二級處理，具有操作管理方便、適應(yīng)性強、費用低、供氧充分、污泥量少、處理效率好以及無污泥膨脹等優(yōu)點，但是其對預(yù)處理要求較高，所以選擇一種高性能的處理技術(shù)非常關(guān)鍵。常用方法主要有生物接觸氧化法、塔式生物濾池、生物流化床、生物轉(zhuǎn)盤和氧化塘等。

2.3.2 厭氧生物處理法

在厭氧條件下，厭氧消化是利用厭氧或兼性厭氧微生物代謝將廢水中的有機污染物轉(zhuǎn)化為CO2、CH4、CO和H2的一種方法。厭氧消化過程如圖2所示，這個過程主要是在水解產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌這3種菌的作用下完成的，并且保持著一種動態(tài)平衡。

圖2 厭氧消化過程

3 結(jié)論與展望

含酚廢水的任意排放導(dǎo)致水質(zhì)惡化，嚴重影響了人類的身心健康，也制約了城市的可持續(xù)發(fā)展，因此尋求有效環(huán)保的措施處理含酚廢水亟待解決。與生物法相比，物理和化學法運行費用高、會造成二次污染、難以大規(guī)模使用。但是生物法設(shè)備簡單易操作、處理效果好、出水水質(zhì)好、處理量大、安全可靠且不會造成二次污染，可以廣泛地應(yīng)用于苯酚造成的污染處理研究方面，但是含酚廢水很難降解，所以降解含酚廢水的微生物菌株要求具有比較強的降解能力。近幾年，很多國內(nèi)外學者努力致力于能高效降解苯酚的微生物菌株的研究，現(xiàn)已在這方面有很大的突破。實際中處理含酚廢水，不僅要考慮環(huán)境污染問題，也要考慮到社會效益以及經(jīng)濟效益，在三者結(jié)合中尋求最優(yōu)方案[16～17]。