CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進(jìn)展

酚及其衍生物是工業(yè)廢水中常見的高毒性、難降解的有機(jī)物，主要來源于煤化工、石油化工廠、制藥廠、苯酚及酚醛樹脂生產(chǎn)廠等。酚醛樹脂廠每生產(chǎn)It樹脂需要排放750?L含酚廢水(酚含量在600~2 000 mg/L之間)。當(dāng)廢水中酚的質(zhì)量濃度>200 mg/L時(shí)，就會(huì)對(duì)生物處理產(chǎn)生抑制作用，而人體長期飲用被苯酚污染的水可引起頭昏、痙癢、貧血及各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。酚類化合物是美國環(huán)保署(EPA)列出的129種優(yōu)先控制污染物之一，含酚廢水也是我國需要重點(diǎn)治理的有害廢水之一。國內(nèi)外含酚廢水的處理??法主要包括吸附法、萃取法、氧化法以及生物技術(shù)，筆者將對(duì)含酚廢水治理技術(shù)的研究進(jìn)展及前景作一評(píng)述。（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進(jìn)展）

1吸附法

????吸附法是一種簡單、易行的廢水處理方法，使用較廣泛的固體吸附劑有活性炭、磺化煤、膨潤土等。活性炭的吸附容量大，對(duì)高、低濃度含酚廢水均有較好的去除效果，但其再生有一定的困難。磺化煤以及膨潤土的吸附容量較小，經(jīng)其處理后的廢水中的含酚量達(dá)不到排放要求，需對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。相對(duì)于粉末或顆粒狀活性炭，活性炭纖維(ACF)具有吸附容量大，吸附、解吸速率高，再生條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。姜某等研究發(fā)現(xiàn)，ACF對(duì)酚的吸附容量為275.1 mg/g，吸附飽和的ACF可用10%的NaOH溶液再生，重復(fù)使用3次，其吸附效率無明顯變化。Qu等采用O3_ACF聯(lián)用技術(shù)使ACF的孔徑減小、孔數(shù)增加、表面積增加，使對(duì)含酚廢水的處理效果大大增加。

樹脂吸附法是采用大孔徑樹脂作為吸附劑，具有孔隙率高、吸附容量大、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)目前也相繼開發(fā)出H系列、GDx系列、NKA系列樹脂，其性能己接近或超過國外產(chǎn)品。華南理工大學(xué)在超臨界條件下研究NKA-II樹脂的吸附再生情況，結(jié)果表明，其對(duì)酚有較強(qiáng)的吸附能力，能將廢水中酚類化合物有效回收，減少損失。（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進(jìn)展）

2萃取法

2.1溶劑萃取法

????溶劑萃取法是利用難溶于水的萃取劑與廢水接觸，使廢水中酚類物質(zhì)與萃取劑結(jié)合，實(shí)現(xiàn)酚類物質(zhì)的相轉(zhuǎn)移。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少、操作方便、能耗低，同時(shí)能有效回收廢水中的酚類物質(zhì)，適用于高濃度含酚廢水;缺點(diǎn)是萃取過程中褪混’夕嚴(yán)重，易造成溶劑損失和二次污染。使用較多的傳統(tǒng)型溶劑萃取劑有苯、N-503煤油、異丙醚、磷酸三丁酯( TBP) , 803樹脂等。而新開發(fā)的溶劑萃取劑，如N-辛酞毗咯烷(OPOD)，對(duì)酚類物質(zhì)的萃取效果更好，分配比高達(dá)400。

隨著絡(luò)合萃取劑的研究開發(fā)，絡(luò)合萃取法己在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。胡俊杰等n}采用自行開發(fā)的新型水楊酸萃取劑(HLE)處理含酚量為6 000~12 000 mg /L的廢水，萃取率高達(dá)99.5%,分配比達(dá)100以上，而且溶解度小，分層速度快。Xu等}s}應(yīng)用新型固定相內(nèi)彎弧形筋片扁環(huán)型絡(luò)合萃取劑(QH-1)的研究結(jié)果顯示，當(dāng)相比為1 1~4.1，轉(zhuǎn)速為2 500~4000 r/min時(shí)，對(duì)酚的單級(jí)萃取效率高于95%，分配系數(shù)高達(dá)108.6;而相比采用4.5 :1,轉(zhuǎn)速為3 000 r/min時(shí)，萃取效率在99%以上，用15%的NaOH溶液反萃取，再生效率可達(dá)99 %，具有操作范圍廣、容易再生、處理效果好等特點(diǎn)。（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進(jìn)展）

2.2液膜法

Xiao等采用硅膠液膜負(fù)載(PDMS)和NaOH溶液的研究結(jié)果表明，流速為2.0 L/d、溫度為50℃,pH=13.0、酚濃度為5 000 mg /L時(shí)，其對(duì)廢水中酚的去除率在95%以上，傳質(zhì)系數(shù)(OMTC)達(dá)到了10-7m/s 。

3氧化法

3.1濕式氧化法

濕式氧化法是在高溫、高壓下通入空氣，使廢水中的有機(jī)物直接氧化降解。在此基礎(chǔ)上，加入適宜的催化劑能有效降低反應(yīng)的溫度和壓力，提高氧化分解能力，縮短反應(yīng)時(shí)間。用濕式氧化法處理高濃度含酚廢水，當(dāng)催化劑存在時(shí)，溫度可降至150 ℃，壓力降為0.5 MPa，同時(shí)加入H2作氧化劑時(shí)，酚的去除率可達(dá)99 %。但由于濕式催化氧化法對(duì)設(shè)備要求高(耐高溫、耐高壓、耐腐蝕)，且催化劑的損耗大，因而需尋找適合溫和反應(yīng)條件下高效、經(jīng)濟(jì)的催化劑。（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進(jìn)展）

3.2光催化氧化法

????TiO2的光學(xué)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無毒，價(jià)廉易得。利用Tiq粉末光催化氧化研究的理想目標(biāo)是能利用太陽能，大大提高光量子效率，降解各類廢水中的有機(jī)污染物.

????Fenton試劑法常被用于深度處理含酚廢水。該方法是在含有二價(jià)鐵離子的酸性溶液中投加H2O2時(shí)，產(chǎn)生2種活潑的氫氧自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，加快有機(jī)物和還原性物質(zhì)的氧化速度。與TiO相比，它具有產(chǎn)生·OH迅速的優(yōu)點(diǎn)。

將UV引入Fenton體系，能提高·OH的產(chǎn)量和有機(jī)物的礦化程度，但UTV-Fenton法處理高濃度有機(jī)廢水的能力有限。張乃東等[l3]將草酸鹽引入CTV-Fenton體系，可有效提高對(duì)UV和可見光的利用率，進(jìn)而提高對(duì)高濃度含酚廢水去除效果。

3.3電催化氧化法

????的研究結(jié)果顯示，以NaCI溶液作電解質(zhì)，在電流密度為61.4 mA/cm2的情況下，20 min內(nèi)即可使450 mg/L的苯酚溶液中苯酚的去除率達(dá)7 8%，超過40 min可完全去除苯酚溶液中的苯酚;當(dāng)進(jìn)水中酚濃度為3 100 mg /L、電流密度為54.7 mA /cm2時(shí)，3h內(nèi)苯酚的去除率高達(dá)98%。采用與涂覆欽基平板電極相同的方法，將摻Sb的SnO2涂覆在欽泡沫顆粒上，制成Ti-SnO2 Sb205三維粒子電極處理苯酚廢水，當(dāng)電流密度為100 A/m2時(shí)，電耗為6.3 kA·h/kg苯酚，能耗僅為5 kW·h/kg(COD)。（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進(jìn)展）

能耗費(fèi)用直接影響電催化氧化法處理含酚廢水在實(shí)際中的應(yīng)用，因此，研究熱點(diǎn)主要集中在研制高性能的陽極和利用三維電極的電化學(xué)反應(yīng)器，以大幅度降低廢水的處理成本并提高處理效果。

3.4超聲波化學(xué)氧化法

超聲波化學(xué)氧化法的原理是超聲波輻射溶液，產(chǎn)生高溫( >5 000K)的空化氣泡及強(qiáng)氧化性物質(zhì)(如·OH)，使難降解有機(jī)物完全氧化降解。Christian研究了氯代苯酚、苯酚等的超聲波化學(xué)降解過程發(fā)現(xiàn)，這些酚類化合物最終都被完全礦化為HCI, H2O, CO和CO2。與其他水處理技術(shù)相比，該法仍存在處理量少、費(fèi)用高的問題，目前仍屬探索階段。

4生物處理法

4.1活性污泥法

活性污泥法的基本原理是利用活性污泥中的好氧菌及其他原生動(dòng)物對(duì)水中酚等物質(zhì)進(jìn)行吸附和氧化分解，把有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的無害物質(zhì)。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，處理效果好，受氣候條件影響小等;缺點(diǎn)是預(yù)處理要求高，運(yùn)行開支較大。Sami等采用序批式間歇活性污泥法(SBR)處理酚濃度為1 050 mg/L的廢水，總曝氣時(shí)間設(shè)定為6h，酚去除率可達(dá)80%以上，且對(duì)COD以及氨氮保持較高的去除率。而Chinhan等采用SBR工藝處理100~1000 mg /L含酚廢水時(shí)，將SBR分為填充、反應(yīng)、處理和再生4個(gè)階段，并分別考察了在填充階段進(jìn)行曝氣和不曝氣兩種情況，發(fā)現(xiàn)曝氣系統(tǒng)降解酚的反應(yīng)時(shí)間少于不曝氣系統(tǒng)，且效果更好。

4.2生物接觸氧化法

生物接觸氧化法(ASFF)兼有生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，在染料廢水的處理中己取得良好的效益。該法采用人工曝氣和將填料完全浸沒在污水中的手段，使微生物以固定生物膜的形態(tài)附著于填料表面，與所需凈化的污水相接觸，從而對(duì)水中有機(jī)污染物進(jìn)行降解與轉(zhuǎn)化。采用多段ASFF法處理含酚廢水，酚的去除率可達(dá)99.99%.（CWL-M高效離心萃取設(shè)備處理含酚廢水治理的研究進(jìn)展）

4.3生物流化床

近年來，將膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)器相結(jié)合用于廢水處理的研究日益廣泛。這種新型膜生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊、可處理高濃度含酚廢水，顯示出了良好的應(yīng)用前景。Vinod采用生物流化床技術(shù)成功使水中酚濃度從1 250 mg/L降至50 mg/L以下。Wodzimierz等將生物固定化技術(shù)與三相生物流化床相結(jié)合，用于新型高效含酚廢水生物處理技術(shù)的研究，發(fā)現(xiàn)載氣速度為0.041 m/s，停留時(shí)間為45 h, pH值控制在6.5-7.0時(shí)，溫度選擇在28~30℃, COD由53 400 mg/L降為950 mg/L，并且系統(tǒng)對(duì)酚類物質(zhì)也有很高的去除率。

5小結(jié)

????傳統(tǒng)的物理法如吸附法和溶劑萃取法是目前成熟的含酚廢水處理工藝，具有操作范圍廣、再生簡單、處理效果好等特點(diǎn)。隨著新型吸附劑以及絡(luò)合萃取技術(shù)的開發(fā)，吸