含酚廢水的處理方法
????摘要介紹了含酚廢水的處理方法—萃取法、汽提法、吸附法、生化處理法、化學氧化等,綜述了近年來處理方法、技術進展情況,提出了當前含酚廢水處理技術的發展前景和方向。
????酚是一種芳香族碳氫化合物的含氧衍生物。酚類化合物種類繁多,有苯酚、甲酚、氨基酚、硝基酚、蔡酚、氯酚等,而以苯酚、甲酚污染最突出。酚類化合物是水環境中主要的有機污染物,屬極性、可離子化、弱酸性有機化合物,具有毒性大、難降解性等特點。它是一種原生質毒物,對一切生活個體都有毒殺作用,能使蛋白質凝固。長期飲用被酚污染的水可引起漫性積累性中毒,飲用水中即使含酚濃度只有0. 002mg /L,也會影響人體健康。酚對水生生物、農作物都有一定的毒害,如水中含酚0. 1一0. 2mg /L時,魚肉即有臭味不能食用;濃度增加到1mg/L,會影響魚類產卵;濃度增加到h. 5一9. 3mg /L時,魚類就會大量死亡。含酚濃度高于100mg /L的廢水直接灌田,會引起農作物的減產甚至枯死。“中國環境優選監測研究”提出了“中國環境優選污染的黑名單”,包括14種化學類別h8種有毒化學物質,其中有機物占58種,而這58種中酚類占了h種。大量含酚廢水的排放對水生生態系統造成明顯的危害。含酚廢水主要來自焦化廠(尤其是低溫土法煉焦)、煤氣廠、石油化工廠、絕緣材料廠等工業部門以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酞胺纖維、合成染料、有機農藥和酚醛樹脂生產過程。例如生產焦炭、煤氣所產生的廢水含酚濃度高達2000一12000mg /L。含酚廢水中主要含有酚基化合物,如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。
????酚為GB8978 1996《污水綜合排放標準》中規定的第二類污染物質,一、二級排放濃度均為0. 5 mg /L。工業生產中解決含酚廢水的途徑,首先是積極推廣清潔生產,即改革生產工藝,加強操作管理,盡量降低排出生產裝置廢水的含酚濃度。或將含酚廢水循環使用,以減少廢物量;其次是加強末端治理,含酚廢水一旦排出生產裝置,就要盡可能地回收利用,再處理,做到達標排放。通常將濃度為1000mg /L以上的含酚廢水,稱為高濃度含酚廢水,這種廢水須回收酚后,再進行處理;濃度小于1000mg /L的含酚廢水,稱為低濃度含酚廢水,通常將這類廢水循環使用,將酚濃縮回收后處理;含酚濃度在300mg /L以下的廢水可用吸附、生化、化學氧化等方法進行處理后達標排放。
1含酚廢水的處理方法
????含酚廢水處理方法主要有萃取法、汽提法、吸附法、生化處理法、化學氧化法等,分述如下:
1. 1萃取法
????萃取處理法是向污水中加入一種與水互不相容但卻是污染物的良好溶劑(即萃取劑),使其與污水充分混合,污水中的大部分污染物轉移到萃取劑中。然后分離污水與萃取劑,即可使污水得到凈化;再將萃取劑與其中的溶質(污染物)加以分離,使萃取劑再生,重新用于萃取工藝,分離的污染物得到回收。
????在國內,萃取法廣泛應用于含酚廢水的預處理及酚的回收。處理含酚濃度高于400mg /L的廢水,效果非常好。在液液萃取法中,萃取劑的選擇是一個最重要的因素。用于脫酚的萃取劑比較多,常用的有煤油、洗滌油、重苯N-503 ( N, N-二甲基庚基乙酞胺)、粗苯、N-503+煤油混合液、803#液體樹脂等。國外有乙酞苯、醋酸丁酷、磷酸三甲酷、異丙基醚等。其中N-?503是一種高效脫酚萃取劑,具有脫酚效率高、水溶性小、無二次污染、不易乳化、物理化學性能穩定、易于酚類回收及溶劑再生等優點。利用它來萃取三硝基酚,脫出率在99. 5%以上,相比若提高到1:1,一次萃取脫酚率可達99. 98%,分配系數達1527,且溶劑再生后萃取能力衰減不大。含硝基甲酚的廢水還可用5%一95%的N-?503的煤油系統來萃取,回收75%一90%的酚,萃取劑與水之比為0.2 :1,經過一次回收萃取,每噸廢水可回收1. 02kg的酚。目前生產上多采用連續萃取,連續萃取則多采用塔式逆流操作方式。
????主要設備:填料塔、篩板塔、脈沖篩板塔、脈沖填料塔、轉盤塔以及離心萃取機等。
????某焦化廠采用萃取法回收含酚廢水的工藝流程如圖1
1. 2汽提法
????汽提法是污水與水蒸氣直接接觸,使其中的揮發性物質按一定比例擴散到氣相中,從而達到從污水中分離污染物的目的。汽提法常用來脫除污水中的揮發酚、甲醛、氨等物質。
汽提法最早用于從含酚廢水中回收揮發性酚,典型流程如圖2所示。汽提法脫酚工藝簡單,處理高濃度含酚(1000 mg/L以上)廢水,可以達到經濟上收支平衡,而且不會產生二次污染。但經汽提后的廢水中仍有較高濃度的殘余酚(約400mg /L),需經進一步處理,而且由于再生段內噴淋熱堿液的腐蝕性很強,必須采取防腐措施。
1. 3吸附法
????吸附是一種物質附著在另一種物質表面上的???程,它可以發生在氣液、氣固、液固兩相之間。在污水處理中,吸附是利用多孔性固體吸附劑的表面吸附污中水中的一種或多種污染物,達到污水凈化的過程。吸附劑常采用活性炭、硅藻土、木屑、大孔徑吸附樹脂等,這種方法適用于水質成分單一、含酚濃度較低的工業廢水的處理。目前處理含酚廢水的高性能吸附樹脂、離子交換樹脂不斷地被開發、研制和投入使用。如南開大學高分子化學研究所研制的NKA樹脂已應用于河北省南宮市葵二酸廠含酚廢水的治理,每年回收酚收益在50萬元以上,排放水達標。另一種AM-1樹脂用于二硝基酚廢水的處理,樹脂吸附量高,易再生,排放水二硝基酚含量在1mg/L以下。研制高性能、低成本吸附樹脂、離子交換樹脂是許多科研單位努力的方向。南京大學環境學院的許昭怡等人利用大孔樹脂處理含酚廢水的研究表明,大孔樹脂具有吸附效果好、脫附再生容易、性能穩定、適用范圍廣、實用性好、可實現綜合利用等特點,是處理含酚工業廢水的有效方法。
1. 4生物處理法
????污水生化法就是利用微生物的代謝作用把污水中的有機物轉化成為簡單的無機物的過程。生物處理可根據微生物的生長方式,分為懸浮生長型(活性污泥及其變形氧化塘、氧化溝)和固著生長型(生物濾池、生物轉盤等)兩類。
????用活性污泥法或生物膜法處理低濃度的含酚廢水,其適用范圍廣、處理徹底。尤其是在水質成分復雜時,用萃取法、吸附法作為生化法的預處理手段來混合使用,可使含酚廢水得到較徹底的治理。
????含酚廢水主要含COD,酚.NH3-N等污染物。根據原水質的特征,首先進行預處理,使水質水量得以均衡、穩定,并符合生化處理要求。預處理后的廢水進行活性污泥法生化處理,使有機污染物得以降解、去除。生化處理后廢水通過活性炭吸附工藝,進一步去除廢水中殘余的污染物,其流程如圖3
1.5電解氧化法
????電解氧化是指污水中的污染物在電解槽的陽極發生氧化反應使污染物質氧化破壞,或者通過某些陽極反應產物(C12 ,C16 ,H20:等)間接破壞污染物質,使其轉化為無害成分。
????在含酚廢水中,投加食鹽作電解質,以石墨作陽極,鐵板作陰極進行電解處理,可使酚濃度降至0. 01mg / L以下,其原理為:食鹽電解產生次氯酸,進而分解出原子氯,使酚氧化成鄰苯二酚、鄰苯二醒、順丁烯二酸而被破壞。實驗表明,當電流強度1.5-6. OA/dm'時,投加氯化鈉的量為20g/L,經6 - 38min的電解處理,廢水含酚濃度可從250一600mg /L降至0. 8-4. 3mg/L,效率高,并且不必設置沉淀池和污泥處理設施。缺點是處理費用高于氯氧化法。
1. 6化學氧化法
????化學氧化法是指加入氧化