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含酚废水处理技能研究进展

作者:中企动力科技股份有限公司-王西龙来源:煤气发生炉,酚水处理 日期:2015年8月24日 19:44

导言

酚(phenol),通式为ArOH,是芳香烃环上的氢被羟基(2OH)替代的一类芳香族化合物。最简略的酚为苯酚。酚上的羟基具有弱酸性,酸性比醇羟基强。酚易被氧化,在空气中无色的晶体酚易被氧化为赤色或粉赤色的醌。

酚类化合物(苯酚及其衍生物)首要来历于煤化工、石油化工、制药厂、苯酚出产及酚醛树脂出产厂等,是一种原生质高毒物质,对全部生物个别都有毒害作用,可经过肌肤、粘、口腔进入生物体内,与细胞原浆中的蛋白质触摸后构成不溶性蛋白质而使细胞失掉活性,特别对神经系统有较大的亲和力,使神经系统发作病变[1]。酚是工业废水中常见的高毒性、难降解有机物,不光危害人体健康安全,并且严峻破坏自然生态平衡,形成严峻的环境污染。因而,含酚废水的防治导致世界各国的遍及注重,包含我国在内的很多国家现已将其列入要点操控的污染物名单当中[2]。

1含酚废水的首要处理技能

现在,含酚废水处理办法首要分为物理法、化学法、生化法以及电化学法。物理法包含萃取法、吸附法、精馏法、盐析法、超声降解法、离子交换法等;化学法有化学氧化法、湿式空气氧化法、超临界氧化法、缩聚法、焚烧法、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、触摸氧化法、厌氧法等;电化学法包含电氧化法、闪电解法、湿式电氧化法、电凝聚气浮法以及三维电极电化学法等。各种办法都有自个的长处和局限性,其间,物化法和生物法在工业上的运用较为成功,有很高的处理作用[3]。

1.1含酚废水的物理处理办法

1.1.1萃取法

溶剂萃取法运用难溶于水的萃取剂与废水进行触摸,使废水中酚类物质与萃取剂进行物理或化学的联系,完成酚类物质的相搬运。负载后的萃取剂经过改动pH值或温度来反萃再生。溶剂萃取法不只设备出资少,占地面积小、操作便利、能耗低,并且能够收回运用废水中的酚类物质。溶剂萃取法通常适用于高浓度的含酚废水处理,且大都是为了收回有效成分,它也能够作为生物化学氧化法的前处理部分,既能收回酚,又能减轻生物氧化的担负[4]。

溶剂萃取法的关键是挑选适合的萃取剂,实用的萃取剂应具备以下条件:对酚类溶解度大,即分配系数大;收回简单;物理性质适合;具有化学稳定性;来历便利、价格低廉,易于获得。萃取剂通常常用烃类、芳香烃类(如苯、甲苯、醚、蒽油等),在工业上常用芳香烃类萃取剂较多。但萃取法存在萃取剂的挑选和萃余物的二次处理问题[5]。

前民主德国提出用溶剂萃取法从煤焦油酚水中收回酚,即运用酚易溶于醚的物理特性,选用二异丙基醚作萃取剂。萃取酚的平均分配系数为20,略高于单元酚的分配系数,分配系数在pH值5~8时保持稳定,而pH=815时,分配系数开端急剧下降[6]。溶剂萃取法是收回粗酚对比老练的办法之一,其长处是在运用挑选性较好的萃取剂、适合的萃取设备和操作条件下,得到纯度较高的粗酚,且收回率高。此种萃取办法的缺陷是萃取剂二异丙基醚对单元酚萃取作用非常明显,而对多元酚的萃取作用没有到达理想值。1.1.2精馏法

精馏是用于别离液体物最广泛、最有用的办法之一。在煤焦油酚水中富含少数的氨、脂肪酸、氰化物、CO2和H2S。酚与水的沸点相差约92℃,酚与氨、酸性物质等沸点相差更大,用一般的精馏办法就能够从酚水组分中收回酚,但需求多级精馏、脱酸、除氨清水、收回商品。该法技能简略,精馏所需理论塔板数少,便于操作,能耗低,酚收回率高[6]。

1.1.3吸附法

吸附法是运用吸附剂的多孔性质将废水中的酚类物质吸附,吸附饱满后,再运用碱液、蒸汽或有机溶剂进行解吸脱附。常用的吸附剂有活性炭、磺化煤、大孔树脂等,其间活性炭吸附容量比较大,活性炭表面的正电荷对苯酚有着极强的相互作用,能有用地吸附苯酚,但从活性炭中收回苯酚是件很艰难的工作[7]。用动态逆流活性炭固定床处理含苯酚废水,可使废水含酚量到达国家排放标准[8]。该办法具有占地面积小、流程简略、处理作用安稳等长处,但其主要缺陷是活性炭简单阻塞、不易再生。磺化煤再生简单,但吸附容量小,因而,约束了它的广泛使用。大孔树脂有很多的孔穴和较大的比表面积,并且具有杰出的疏水性,对废水中酚类物质吸附可逆性好,能够用NaOH再生,不只树脂可重复运用,并且能够收回酚类物质[9]。相比大孔吸附树脂,超高交联大孔吸附树脂在比表面积、树脂强度等功能指标上具有显着的优越性,其吸附才能已挨近甚至在有些范畴超过了常用的吸附剂活性炭,特别是树脂在工业化使用过程中表现出来的杰出的机械强度及优良的吸附2脱附功能等特点,其使用潜力已导致别离技能研究者的高度关注[10]。

1.2含酚废水的化学处理办法

含酚废水的化学处理以氧化法为主,包含化学氧化、湿式氧化、臭氧氧化、光催化氧化等等,其间光催化氧化,超临界催化氧化等技能是近20年鼓起的水处理技能新范畴[11]。

1.2.1化学氧化法

化学氧化法是废水中呈溶解状况的酚类物质在加温加压条件下,经过化学反响被氧化成微毒或无毒的物质,或许转化为简单与水别离的形状,然后到达去除的意图。化学氧化法脱酚,选用的氧化剂包含空气、高锰酸钾、氯、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧和过氧化氢等。

在必定条件下,废水中的酚能够被空气所氧化,尤其是在有催化剂存在时。但关于多元酚需求较长的反响时间[12]。二氧化氯在水处理中运用方便,不会形成二次污染,具有去嗅、去异味的才能,在pH值为7的情

况下,能与水中的酚类化合物彻底反响,且不形成副产品,是一种绿色消毒剂[13]。臭氧氧化的才能是氯的两倍,灭菌才能是氯的数百倍,用它来处理含酚废水时,无恶臭物质发生。臭氧发生器处理含酚废水的本钱较高,目前未能广泛推广。过氧法处理含酚废水用的较多的是Fenton试剂(由过氧化氢及二价铁离子所构成)。Fenton试剂能够很快使酚的分子全有些解,降解为生物可降解物质,当过氧充分时终究产品为二氧化碳。选用这种办法能够处理含酚废水,但EDTA2Fe自身也具有必定的COD值,且难降解 1.2.2湿式氧化法

湿式氧化是指在高温高压下,运用氧化剂(氧气或空气)将废水中的无机物氧化成二氧化碳和水。湿式氧化法在处理含酚废水方面具有较好的运用远景。运用湿式氧化通常请求在高温高压的条件下进行,对设备资料的请求高,别的因为氧化反响需保持高温高压的反响条件,故仅适于小流量高浓度的废水处理[15]。

1.2.3超临界氧化法

超临界氧化法是在湿式氧化法的基础上发展起来的一项水处理技能[16]。超临界氧化法是由美国学者Modell提出的一种能够完全损坏有机物构造的新式氧化技能在国外,此项技能受到了特别的注重,在国内,该项研究尚处于起步研究阶段[17]。因为在超临界状况下,水的物理性质处于气体和液体之间,既具有与气体适当的扩散系数和较低的粘度,又具有与液体附近的密度和对物质良好的溶解才能,以上各种物性的变化使得超临界水具有很多共同的性质,如极强的溶解力、高度可压缩性等等。运用超临界水氧化法除酚具有较高的去掉率。

1.3含酚废水的生化处理办法

生化法是运用微生物去掉废水中的苯酚及酚类化合物,通常在无高浓度有毒物质或预先脱除有毒物质的状况下运用,否则,酚对菌种具有毒害作用。生化法具有作用较好、所需费用较低一级长处,但办理请求高,有必要密切注意废水的含油状况。生化处理技术包括活性污泥法、流化床、生物膜法以及生物触摸氧化法等,其中活性污泥法运用最广泛,处理作用较好[18]。活性污泥法是当时运用最广泛的一种生化处理法。该法将空气接连鼓入曝气池的污水中,通过一段时间,水中即构成繁衍有巨量好氧性微生物的絮凝体活性污泥,活性污泥能够吸附水中的酚类物质,生活在活性污泥中的微生物以酚类物质为食物进行推陈出新,取得能量并不断成长繁衍,酚类物质被去掉,废水得以净化[19]。活性污泥的驯化培育对处理含多种有毒物质的含酚工业废水十分重要,通常选用梯度驯化。活性污泥法处理效率高,本钱较低,但也存在一些难以克服的缺陷:生物反响池容积大,占地面积大;对有毒、难降解有机物的处理才能低;运转中发作很多剩下污泥,易形成二次污染;不易办理,常发作污泥胀大;处理作用不行安稳等。

生物膜法是运用生物膜进行人工生化处理的办法。常用的有塔式生物滤池、生物转盘及氧化塘等,以及介于活性污泥及生物膜之间的生物触摸氧化法等。

生物流化床以砂、活性炭、焦炭一类的颗粒资料为载体,水流由下向上活动,使载体处于流化状况。在载体外表成长、附着的生物膜,因为载体颗粒小,总外表积大,因而具有较大的生物容量。而且载体处于流化状况,污水从其下部、左、右侧流过,广泛地和载体上的生物膜相触摸,从而强化了传质进程,而且因为载体不停地活动,能够有效地避免其被生物膜所阻塞。生物流化床具有BOD容积负荷高、处理作用好、效率高、占地少以及出资省等长处[20]。

苯酚虽属生物可降解物质,但其降解速度却属于中等偏慢,因而在选用生化法处理前有必要先做一些必要的预处理,并提供必定的微生物成长条件。含酚废水的活性污泥中含有很多的细菌(主要是杆菌和球菌),这些细菌不光能够分解酚类,也能够一起氧化别的芳香族化合物,如粗苯类等。因而活性污泥法处理含酚废水,不只能够除掉酚,还能够除掉废水中别的有机物质。

2含酚废水处理技能的发展前景

含酚废水的处理技能能够分为两种,一种是能够收回使用酚,如萃取法、吸附法、精馏法;一种只能去掉酚,不能收回酚,如氧化法、生物法。处理含酚废水的路径,一是改进技能,下降废水含酚浓度,或循环用水;二是使用已有的技能对含酚废水进行收回使用或处理。由于酚是高毒性、难降解有机物,一起又是有机化工的基本质料,在经济上具有重要意义。因而,含酚废水的净化和资本化研讨将是含酚废水处理技能的发展方向。

3结束语

各种处理技能对下降不一样初始浓度的含酚废水都是有用的,物化法和生物法在工业上的使用较为成功。但把某一特定的处理办法使用到某一特殊的工业系统中,能否成功要取决于废水中污染物的构成,这是由于含酚废水中往往含有较高浓度的别的污染物,对这些污染物需求进行某些特殊的处理。

 

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