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        含酚廢水處理技能研究進展

        作者:中企動力科技股份有限公司-王西龍來源:煤氣發生爐,酚水處理 日期:2015年8月24日 19:44

        導言

        酚(phenol),通式為ArOH,是芳香烴環上的氫被羥基(2OH)替代的一類芳香族化合物。最簡略的酚為苯酚。酚上的羥基具有弱酸性,酸性比醇羥基強。酚易被氧化,在空氣中無色的晶體酚易被氧化為赤色或粉赤色的醌。

        酚類化合物(苯酚及其衍生物)首要來歷于煤化工、石油化工、制藥廠、苯酚出產及酚醛樹脂出產廠等,是一種原生質高毒物質,對全部生物個別都有毒害作用,可經過肌膚、粘、口腔進入生物體內,與細胞原漿中的蛋白質觸摸后構成不溶性蛋白質而使細胞失掉活性,特別對神經系統有較大的親和力,使神經系統發作病變[1]。酚是工業廢水中常見的高毒性、難降解有機物,不光危害人體健康安全,并且嚴峻破壞自然生態平衡,形成嚴峻的環境污染。因而,含酚廢水的防治導致世界各國的遍及注重,包含我國在內的很多國家現已將其列入要點操控的污染物名單當中[2]。

        1含酚廢水的首要處理技能

        現在,含酚廢水處理辦法首要分為物理法、化學法、生化法以及電化學法。物理法包含萃取法、吸附法、精餾法、鹽析法、超聲降解法、離子交換法等;化學法有化學氧化法、濕式空氣氧化法、超臨界氧化法、縮聚法、焚燒法、催化氧化法以及光催化氧化法等;生物法有活性污泥法、生物膜法、流化床法、觸摸氧化法、厭氧法等;電化學法包含電氧化法、閃電解法、濕式電氧化法、電凝聚氣浮法以及三維電極電化學法等。各種辦法都有自個的長處和局限性,其間,物化法和生物法在工業上的運用較為成功,有很高的處理作用[3]。

        1.1含酚廢水的物理處理辦法

        1.1.1萃取法

        溶劑萃取法運用難溶于水的萃取劑與廢水進行觸摸,使廢水中酚類物質與萃取劑進行物理或化學的聯系,完成酚類物質的相搬運。負載后的萃取劑經過改動pH值或溫度來反萃再生。溶劑萃取法不只設備出資少,占地面積小、操作便利、能耗低,并且能夠收回運用廢水中的酚類物質。溶劑萃取法通常適用于高濃度的含酚廢水處理,且大都是為了收回有效成分,它也能夠作為生物化學氧化法的前處理部分,既能收回酚,又能減輕生物氧化的擔負[4]。

        溶劑萃取法的關鍵是挑選適合的萃取劑,實用的萃取劑應具備以下條件:對酚類溶解度大,即分配系數大;收回簡單;物理性質適合;具有化學穩定性;來歷便利、價格低廉,易于獲得。萃取劑通常常用烴類、芳香烴類(如苯、甲苯、醚、蒽油等),在工業上常用芳香烴類萃取劑較多。但萃取法存在萃取劑的挑選和萃余物的二次處理問題[5]。

        前民主德國提出用溶劑萃取法從煤焦油酚水中收回酚,即運用酚易溶于醚的物理特性,選用二異丙基醚作萃取劑。萃取酚的平均分配系數為20,略高于單元酚的分配系數,分配系數在pH值5~8時保持穩定,而pH=815時,分配系數開端急劇下降[6]。溶劑萃取法是收回粗酚對比老練的辦法之一,其長處是在運用挑選性較好的萃取劑、適合的萃取設備和操作條件下,得到純度較高的粗酚,且收回率高。此種萃取辦法的缺陷是萃取劑二異丙基醚對單元酚萃取作用非常明顯,而對多元酚的萃取作用沒有到達理想值。1.1.2精餾法

        精餾是用于別離液體物最廣泛、最有用的辦法之一。在煤焦油酚水中富含少數的氨、脂肪酸、氰化物、CO2和H2S。酚與水的沸點相差約92℃,酚與氨、酸性物質等沸點相差更大,用一般的精餾辦法就能夠從酚水組分中收回酚,但需求多級精餾、脫酸、除氨清水、收回商品。該法技能簡略,精餾所需理論塔板數少,便于操作,能耗低,酚收回率高[6]。

        1.1.3吸附法

        吸附法是運用吸附劑的多孔性質將廢水中的酚類物質吸附,吸附飽滿后,再運用堿液、蒸汽或有機溶劑進行解吸脫附。常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、大孔樹脂等,其間活性炭吸附容量比較大,活性炭表面的正電荷對苯酚有著極強的相互作用,能有用地吸附苯酚,但從活性炭中收回苯酚是件很艱難的工作[7]。用動態逆流活性炭固定床處理含苯酚廢水,可使廢水含酚量到達國家排放標準[8]。該辦法具有占地面積小、流程簡略、處理作用安穩等長處,但其主要缺陷是活性炭簡單阻塞、不易再生?;腔涸偕唵?但吸附容量小,因而,約束了它的廣泛使用。大孔樹脂有很多的孔穴和較大的比表面積,并且具有杰出的疏水性,對廢水中酚類物質吸附可逆性好,能夠用NaOH再生,不只樹脂可重復運用,并且能夠收回酚類物質[9]。相比大孔吸附樹脂,超高交聯大孔吸附樹脂在比表面積、樹脂強度等功能指標上具有顯著的優越性,其吸附才能已挨近甚至在有些范疇超過了常用的吸附劑活性炭,特別是樹脂在工業化使用過程中表現出來的杰出的機械強度及優良的吸附2脫附功能等特點,其使用潛力已導致別離技能研究者的高度關注[10]。

        1.2含酚廢水的化學處理辦法

        含酚廢水的化學處理以氧化法為主,包含化學氧化、濕式氧化、臭氧氧化、光催化氧化等等,其間光催化氧化,超臨界催化氧化等技能是近20年鼓起的水處理技能新范疇[11]。

        1.2.1化學氧化法

        化學氧化法是廢水中呈溶解狀況的酚類物質在加溫加壓條件下,經過化學反響被氧化成微毒或無毒的物質,或許轉化為簡單與水別離的形狀,然后到達去除的意圖?;瘜W氧化法脫酚,選用的氧化劑包含空氣、高錳酸鉀、氯、二氧化氯、次氯酸鈉、臭氧和過氧化氫等。

        在必定條件下,廢水中的酚能夠被空氣所氧化,尤其是在有催化劑存在時。但關于多元酚需求較長的反響時間[12]。二氧化氯在水處理中運用方便,不會形成二次污染,具有去嗅、去異味的才能,在pH值為7的情

        況下,能與水中的酚類化合物徹底反響,且不形成副產品,是一種綠色消毒劑[13]。臭氧氧化的才能是氯的兩倍,滅菌才能是氯的數百倍,用它來處理含酚廢水時,無惡臭物質發生。臭氧發生器處理含酚廢水的本錢較高,目前未能廣泛推廣。過氧法處理含酚廢水用的較多的是Fenton試劑(由過氧化氫及二價鐵離子所構成)。Fenton試劑能夠很快使酚的分子全有些解,降解為生物可降解物質,當過氧充分時終究產品為二氧化碳。選用這種辦法能夠處理含酚廢水,但EDTA2Fe自身也具有必定的COD值,且難降解 1.2.2濕式氧化法

        濕式氧化是指在高溫高壓下,運用氧化劑(氧氣或空氣)將廢水中的無機物氧化成二氧化碳和水。濕式氧化法在處理含酚廢水方面具有較好的運用遠景。運用濕式氧化通常請求在高溫高壓的條件下進行,對設備資料的請求高,別的因為氧化反響需保持高溫高壓的反響條件,故僅適于小流量高濃度的廢水處理[15]。

        1.2.3超臨界氧化法

        超臨界氧化法是在濕式氧化法的基礎上發展起來的一項水處理技能[16]。超臨界氧化法是由美國學者Modell提出的一種能夠完全損壞有機物構造的新式氧化技能在國外,此項技能受到了特別的注重,在國內,該項研究尚處于起步研究階段[17]。因為在超臨界狀況下,水的物理性質處于氣體和液體之間,既具有與氣體適當的擴散系數和較低的粘度,又具有與液體附近的密度和對物質良好的溶解才能,以上各種物性的變化使得超臨界水具有很多共同的性質,如極強的溶解力、高度可壓縮性等等。運用超臨界水氧化法除酚具有較高的去掉率。

        1.3含酚廢水的生化處理辦法

        生化法是運用微生物去掉廢水中的苯酚及酚類化合物,通常在無高濃度有毒物質或預先脫除有毒物質的狀況下運用,否則,酚對菌種具有毒害作用。生化法具有作用較好、所需費用較低一級長處,但辦理請求高,有必要密切注意廢水的含油狀況。生化處理技術包括活性污泥法、流化床、生物膜法以及生物觸摸氧化法等,其中活性污泥法運用最廣泛,處理作用較好[18]?;钚晕勰喾ㄊ钱敃r運用最廣泛的一種生化處理法。該法將空氣接連鼓入曝氣池的污水中,通過一段時間,水中即構成繁衍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,生活在活性污泥中的微生物以酚類物質為食物進行推陳出新,取得能量并不斷成長繁衍,酚類物質被去掉,廢水得以凈化[19]?;钚晕勰嗟鸟Z化培育對處理含多種有毒物質的含酚工業廢水十分重要,通常選用梯度馴化?;钚晕勰喾ㄌ幚硇矢?本錢較低,但也存在一些難以克服的缺陷:生物反響池容積大,占地面積大;對有毒、難降解有機物的處理才能低;運轉中發作很多剩下污泥,易形成二次污染;不易辦理,常發作污泥脹大;處理作用不行安穩等。

        生物膜法是運用生物膜進行人工生化處理的辦法。常用的有塔式生物濾池、生物轉盤及氧化塘等,以及介于活性污泥及生物膜之間的生物觸摸氧化法等。

        生物流化床以砂、活性炭、焦炭一類的顆粒資料為載體,水流由下向上活動,使載體處于流化狀況。在載體外表成長、附著的生物膜,因為載體顆粒小,總外表積大,因而具有較大的生物容量。而且載體處于流化狀況,污水從其下部、左、右側流過,廣泛地和載體上的生物膜相觸摸,從而強化了傳質進程,而且因為載體不停地活動,能夠有效地避免其被生物膜所阻塞。生物流化床具有BOD容積負荷高、處理作用好、效率高、占地少以及出資省等長處[20]。

        苯酚雖屬生物可降解物質,但其降解速度卻屬于中等偏慢,因而在選用生化法處理前有必要先做一些必要的預處理,并提供必定的微生物成長條件。含酚廢水的活性污泥中含有很多的細菌(主要是桿菌和球菌),這些細菌不光能夠分解酚類,也能夠一起氧化別的芳香族化合物,如粗苯類等。因而活性污泥法處理含酚廢水,不只能夠除掉酚,還能夠除掉廢水中別的有機物質。

        2含酚廢水處理技能的發展前景

        含酚廢水的處理技能能夠分為兩種,一種是能夠收回使用酚,如萃取法、吸附法、精餾法;一種只能去掉酚,不能收回酚,如氧化法、生物法。處理含酚廢水的路徑,一是改進技能,下降廢水含酚濃度,或循環用水;二是使用已有的技能對含酚廢水進行收回使用或處理。由于酚是高毒性、難降解有機物,一起又是有機化工的基本質料,在經濟上具有重要意義。因而,含酚廢水的凈化和資本化研討將是含酚廢水處理技能的發展方向。

        3結束語

        各種處理技能對下降不一樣初始濃度的含酚廢水都是有用的,物化法和生物法在工業上的使用較為成功。但把某一特定的處理辦法使用到某一特殊的工業系統中,能否成功要取決于廢水中污染物的構成,這是由于含酚廢水中往往含有較高濃度的別的污染物,對這些污染物需求進行某些特殊的處理。

         

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