工業(yè)含酚廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展

????摘要工業(yè)含酚廢水來源廣、數(shù)量多、危害大，它的大量排放嚴(yán)重污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此必須對(duì)工業(yè)含酚廢水進(jìn)行有效處理。作者對(duì)目前的工業(yè)含酚廢水處理技術(shù)，特別是對(duì)生化法、溶劑萃取法和乳狀液膜法的現(xiàn)狀與進(jìn)展進(jìn)行了介紹和評(píng)述。

????工業(yè)含酚廢水來源廣、數(shù)量多、危害大，它的大量排放給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染，有害于人類健康及生物的生長繁殖，并且影響經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。酚類化合物是原型質(zhì)毒物，對(duì)一切生活個(gè)體都有毒害作用。酚若進(jìn)入人體，會(huì)引起蛋白質(zhì)變性和凝固。水中含酚量)》1 Omg/ L，魚類等水生生物不能生存。含酚}? 100mg/ L的水若用于灌溉，必將導(dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn)和枯死。酚類化合物是美國國家環(huán)保局列出的129種優(yōu)先控制的污染物之一。含酚廢水在我國水污染控制中也被列為重點(diǎn)解決的有害廢水之一。因此，大力開展含酚廢水的治理研究，不斷改進(jìn)含酚廢水的處理技術(shù)，是保護(hù)環(huán)境和造福人類的重要任務(wù)。

1工業(yè)含酚廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展

????目前，工業(yè)含酚廢水處理技術(shù)有化學(xué)氧化法、焚燒法、蒸汽法、吸附法、生化法、溶劑萃取法和乳狀液膜法等，其中主要為生化法、溶劑萃取法和乳狀液膜法，現(xiàn)將它們的現(xiàn)狀與進(jìn)展分述如下。此外，超聲波法、光催化分解法和超臨界法等新技術(shù)尚處于研究階段，在工業(yè)上應(yīng)用很少，在此不做介紹。

1. 1化學(xué)氧化法

????化學(xué)氧化法是在加溫加壓的條件下，利用二氧化氯、過氧化氫和臭氧等氧化劑將廢水中的酚類物質(zhì)氧化為二氧化碳和水。該方法工藝簡單、反應(yīng)速度快、凈化率高，但處理費(fèi)用高，酚類物質(zhì)不能回收。

1.2焚燒法

????當(dāng)工業(yè)廢水不僅含酚而且含多種高濃度有機(jī)污染物，使酚的分離回收十分困難或不經(jīng)濟(jì)特別是在有多余熱量及便宜燃料的條件下，采用焚燒法處理較為適宜。為達(dá)到完全燃燒，處理過程適于在800℃一1 000 O沐進(jìn)行，含酚廢水在焚燒爐中通過燃料油或混合煤氣進(jìn)行焚燒。該方法投資單價(jià)比其它脫酚設(shè)備便宜，使酚類物質(zhì)全部分解，并且維護(hù)簡單。同時(shí)，該法耗熱量大，酚類物質(zhì)不能回收，焚燒爐內(nèi)耐火砌體的耗損大。

1.3蒸汽法

????蒸汽法的實(shí)質(zhì)在于廢水中的揮發(fā)酚與水蒸汽形成共沸混合物，由于酚在汽相中的平衡濃度大于酚在水中的平衡濃度，因此含酚廢水與蒸汽在強(qiáng)烈的對(duì)流時(shí)，酚即轉(zhuǎn)入水蒸汽中，從而使廢水得到凈化，再用氫氧化鈉洗滌含酚的蒸汽以回收酚。此法不僅不會(huì)在廢水處理過程中帶入新的污染物，而且回收酚的純度高。在實(shí)際應(yīng)用中可以合理調(diào)整影響汽脫效果的各主要因素之間的關(guān)系，進(jìn)一步提高脫酚裝置的脫酚效果。

1.4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。常見的吸附劑有活性炭、磺化煤、大孔樹脂等。活性炭吸附容量大，再生困難，通過電再生活性炭，效果尚可。磺化煤雖然再生容易，但吸附容量小，限制了它的廣泛應(yīng)用。大孔樹脂吸附較其它兩種吸附劑有明顯優(yōu)勢(shì)，它有大量的孔穴

和較大的比表面積，而且具有良好的疏水性。它對(duì)廢水中酚類物質(zhì)吸附可逆性好，可以用NaCI -N aOH再生，不僅樹脂可反復(fù)使用，而且可以回收酚類物質(zhì)。大孔樹脂處理含酚量較低的廢水已取得較好的效果，但對(duì)于含酚量較高的廢水，由于吸附量有限，僅靠樹脂法已經(jīng)不行，這時(shí)可先采用化學(xué)沉淀法將廢水中的含酚量降低，再用樹脂法處理，效果較好。樹脂法處理高濃度含酚廢水已有成功的先例〔，，2〕。

1.5生化法

????生化法是目前應(yīng)用比較普遍的含酚廢水處理技術(shù)。它利用微生物新陳代謝的作用，使廢水中的酚類物質(zhì)被降解并轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。生化法具有應(yīng)用范圍廣、處理能力大、設(shè)備簡單和比較經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)生化處理過程中受廢水的pH值、溫度、含酚量等因素的影響較大，所以對(duì)操作條件要求比較嚴(yán)格。由于酚類物質(zhì)得不到回收，因而無經(jīng)濟(jì)效益，且過程

副反應(yīng)較多。

????活性污泥法是當(dāng)前使用最廣泛的一種生化處理法。該法將空氣連續(xù)鼓入曝氣池的污水中，經(jīng)過一段時(shí)間，水中即形成繁殖有巨量好氧性微生物的絮凝體—活性污泥，活性污泥能夠吸附水中的酚類物質(zhì)，生活在活性污泥上的微生物以酚類物質(zhì)為食料進(jìn)行新陳代謝，獲得能量并不斷生長繁殖，酚類物質(zhì)被去除，廢水得以凈化。

????近年來，生物流化床在含酚廢水的處理方面已呈現(xiàn)良好的發(fā)展前景。生物流化床以砂、焦炭、活性炭一類的顆粒材料為載體，水流由下向上流動(dòng)，使載體處于流化狀態(tài)。在載體表面生長、附著生物膜，由于載體顆粒小，總表面積大，因此具有較大的生物量。由于載體處于流化狀態(tài)，污水從其下部、左、右側(cè)流過，廣泛地和載體上的生物膜相接觸，從而強(qiáng)化了傳質(zhì)過程，并且由于載體不停??流動(dòng)，能夠有效地防止其被生物膜所堵塞。生物流化床法可使反應(yīng)器內(nèi)生物膜保持高密度狀態(tài)，在向反應(yīng)器內(nèi)曝氣的同時(shí)使空氣和生物膜保持良好的接觸，從而提高處理效率。該法兼具活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今一種污水生物處理新技術(shù)。在生物流化床處理含酚廢水過程中，脫氫酶活性越高，酚的去處負(fù)荷越大，反應(yīng)器處理含酚廢水的高效性決定于反應(yīng)器中載體表面生物膜量及其生化活性。

????綜上所述，生物流化床具有BOD容積負(fù)荷高、處理效果好、效率高、占地少以及投資省等優(yōu)點(diǎn)。

????在生物流化床法中出現(xiàn)的三相流化床生物反應(yīng)器是將生物技術(shù)、化工技術(shù)及水處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新型生化處理裝置。它的特點(diǎn)是反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、流體混合性能良好、低剪切、生物濃度高、傳熱、傳質(zhì)效果好，加上生物膜顆粒的劇烈運(yùn)動(dòng)及碰撞，生物膜表面不斷更新，因而具有單位體積負(fù)荷大、反應(yīng)時(shí)間短、處理能力大、運(yùn)行成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。該裝置可在節(jié)省曝氣池、減少占地面積、降低設(shè)備制作與運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)能的基礎(chǔ)上，在高負(fù)荷條件下處理大量的含酚廢水，并且絲狀菌在此系統(tǒng)中不易交聯(lián)成團(tuán)，從而避免產(chǎn)生污泥膨脹和絲狀菌堵塞的現(xiàn)象。國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究已見報(bào)道}3,4}

????日本石油公司開發(fā)部開發(fā)了以PVA聚乙烯醇)凝膠為載體，固定生物催化劑(MCA T)的生物處理含酚廢水技術(shù)閱。PVA凝膠強(qiáng)度高，對(duì)微生物無害，密度與水相近，流動(dòng)性好，氧透過率高，耐酸、堿性強(qiáng)。用于含酚廢水處理時(shí)，酚類分解菌以高濃度固定在載體上，可實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷、高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，可節(jié)省占地，無需返回污泥，操作管理方便，也無需象活性污泥法那樣需長期培養(yǎng)。MCAT耐用性好，活性可保持3年以上。該催化劑已應(yīng)用于工業(yè)含酚廢水的處理。裝置處理能力為800 m3/d，將原水中酚濃度由300 ~350 mg/L降低到出水含酚25 mg/ L以下。

1.6溶劑萃取法

????溶劑萃取法利用難溶于水的萃取劑與廢水進(jìn)行接觸，使廢水中酚類物質(zhì)與萃取劑進(jìn)行物理或化學(xué)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)酚類物質(zhì)的相轉(zhuǎn)移。負(fù)載后的萃取劑通過改變pH值或溫度來反萃再生。溶劑萃取法不僅設(shè)備投資少、占地面積小、操作方便、能耗低，而且能夠有效回收利用廢水中的酚類物質(zhì)，更適用于高濃度含酚廢水。但是，溶劑萃取過程中兩相密度差小、連續(xù)相粘度大、返混嚴(yán)重，存在著極為復(fù)雜的影響兩相流動(dòng)和相際傳質(zhì)的因素。而且兩相具有一定程度的互溶性，易造成溶劑損失和二次污染，溶劑再生也對(duì)過程的經(jīng)濟(jì)性和可靠性產(chǎn)生重要的影響。

????80年代King提出了絡(luò)合萃取法(6 )，該法對(duì)酚類物質(zhì)的分離具有高效性和高選擇性。該工藝過程中，第一步是含絡(luò)合劑的萃取溶劑與酚類物質(zhì)相接觸，絡(luò)合劑與酚類物質(zhì)反應(yīng)形成絡(luò)合物，并使其轉(zhuǎn)移至萃取相內(nèi);第二步進(jìn)行逆向反應(yīng)使酚類物質(zhì)得以回收，萃取溶劑循環(huán)使用。絡(luò)合萃取法關(guān)鍵在于絡(luò)合劑的選擇、稀釋劑的選擇和溶質(zhì)回收、萃取溶劑再生方法的選擇。MacGlashan等人在實(shí)驗(yàn)室條件下研究了質(zhì)量含量為25%的三辛基氧嶙CTOPO)的二異丁酮CDIBK)混合溶劑對(duì)苯酚溶液的萃取性能(} )結(jié)果表明這一絡(luò)合萃取劑對(duì)苯酚提供的相平衡分配系數(shù)高達(dá)460，但該研究尚未用于工業(yè)體系。清華大學(xué)國家重點(diǎn)化學(xué)工程聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室萃取分室研究開發(fā)了“絡(luò)合萃取法處理工業(yè)含酚廢水技術(shù)”(g )，該技術(shù)包括使用新型絡(luò)合萃取劑QH-1, QH-2在內(nèi)的工藝與工程密切結(jié)合的一整套絡(luò)合萃取脫酚法，具有分離效率高、操作方便、設(shè)備投資少、消耗低、回收酚類可利用等優(yōu)點(diǎn)。這種絡(luò)合劑性能優(yōu)良，便于循

環(huán)使用，一般經(jīng)2一3級(jí)錯(cuò)流萃取