苯酚類廢水處理方法

1、、物理法1、萃取法由于酚類化合物是有機物,在水相與有機相的溶解度有較大差異,因此可以利用與水不互溶的有機萃取劑與含酚類污染物的廢水混合,從而使酚類物質從水相轉移至有機相中,以此實現(xiàn)酚類物質從水相中的脫除8。目前萃取法的發(fā)展除了選取混合強度更高的反應器之外9,選擇、優(yōu)化萃取劑也是一個重要方向,其中使用超臨界流體進行反應萃取分離是目前萃取法研究的重要方向1()。由于萃取劑一般都相對昂貴,因此萃取劑一般都需要回收利用。但由于萃取過程中存在一些副反應、操作過程中也有一定的損失、溶劑會一定程度地溶解于水中,因此萃取法一般只用來處理回收較高濃度的苯酚廢水,從而限制了其廣泛應用。2、蒸汽法蒸汽法用來脫除揮發(fā)

2、酚也一種使用時間比較長的方法,主要是利用揮發(fā)酚能夠與水蒸汽組成一種共沸物的物理特點,當兩種物質的總蒸汽壓大于外部的壓力時,廢液就會沸騰,同時揮發(fā)酚便會轉變?yōu)闅怏w。在傳統(tǒng)的蒸汽脫酚塔中,含酚廢液噴淋塔頂端向下噴淋,而水蒸氣則從下往上流動,兩者進行逆流接觸,從而使廢液中的揮發(fā)酚轉入氣相中,達到脫除揮發(fā)酚的目標。蒸汽法的優(yōu)點是不使用昂貴的萃取劑、操作比較簡便、處理量大、無后續(xù)污染,適合處理含揮發(fā)酚含量較高的酚類廢水li】,但其也存在蒸汽消耗大、設備體積大、廢水處理不徹底的缺點。3、吸附法比表面積大、具有多孔結構等特征的物質常常能吸附水體中的污染物?？蒲腥藛T使用具有以上特征的吸附劑處理酚類廢水,在達到

3、一定吸附量之后,再利用其他手段進行脫附,如通過加熱脫附、溶劑脫附、蒸汽脫附等等。目前使用最為廣泛的吸附劑是活性炭吸附劑,其具有吸附總量大的特點,對高含酚量和低含酚量的酚類廢水都有很好的吸附效果,但活性炭吸附法也存在著脫附能耗高、脫附產(chǎn)物難以利用等缺點12。也有科研工作者探索使用其他更為廉價吸附劑進行吸附,如焦木素等13。焦木素吸附污染物的能力與活性炭接近,生產(chǎn)原料來源廣泛、成本低,可以實現(xiàn)廢物再利用,是一種有前途的替代吸附劑。二、生物法1、活性污泥法生物法中最為常用的處理方法為活性污泥法,活性污泥法是通過在水中生存、利用氧氣進行有氧化呼吸的細菌和其他水生生物對污水中的污染物進行欄截及分解,從而

4、將有毒性的污染物轉化為對環(huán)境無害的物質?；钚晕勰喾ㄌ幚砦鬯倪^程既包括物理過程、化學過程也包括生物化學過程,一方面活性污泥具有較強的吸附和容納污染物的能力,通過吸附作用將水體中的酚類等有害物質進行攔截,使其從水體中分離;另一方面,好氧細菌在氧氣充足的情況下進行有氧呼吸,通過一系列生物化學過程對有機污染物進行利用,分解轉化為對環(huán)境無害的物質。酚類可以被很多水處理微生物所利用,是其生長時的碳源,所以活性污泥法也被廣泛用于中低濃度酚類廢水的處理14-17。由于酚類物質對于微生物有一定生物毒性,高濃度的酚類廢水使用生物法處理需要進行預處理,同時活性污泥法的操作技術含量高、對有生物毒性的物質敏感、產(chǎn)生大

5、量活性污泥需要處理,因此難以用來處理較高濃度的苯酚廢水18。2、生物膜法.生物膜法是通過在曝氣池中加入比表面積較大的過濾材料,使微生物在材料表面生長從而形成一層由微生物組成的生物粘膜。在污水處理流程中,生物濾池的主要作用是當廢水流過濾池時,過濾材料會通過物理吸附作用攔截富集酚類等污染物,附著在過濾材料表面的微生物在氧氣充足時通過新陳代謝等生化作用將污染物作為營養(yǎng)源利用,從而加速繁殖形成生物濾膜進一步吸附利用污染物,但也存在投資較高、單位處理效率低等缺點【193、生物流化床法常規(guī)的活性污泥法(好氧法)、生物膜法是當今應用最廣泛的廢水生物處理方法,具有操作費用低、適用范圍廣等優(yōu)點,但也存在著污泥產(chǎn)

6、生量大、處理設備大等問題。生物流化床法將生物法與流化床技術相結合，具有單位體積負荷大、處理效率高等優(yōu)點。楊平等M研究發(fā)現(xiàn)，在使用此工藝聯(lián)合厭氧-缺氧-好氧(A2O)工藝處置焦化行業(yè)污水時，對于脫氮、化學需氧量(COD)脫除均有良好效果,脫氮效率在97%以上,達到一級排放標準,COD降解率達到90%以上,經(jīng)過后續(xù)混凝沉淀處理后可達到一級排放標準,其處理成本為每噸廢水3.6-4.36元。4、厭氧法活性污泥法(好氧法)在處理可生化性較差的有機廢水時存在著水質波動大、好氧微生物難以適應的問題,為此科研工作者們開發(fā)了主要利用厭氧微生物的厭氧法來進行酚類廢水的處理。厭氧生物處理法相對活性污泥法產(chǎn)生的污泥總

7、量更少,由于所需氧氣要少得多,因此能耗也相對更低。但是厭氧法和活性污泥法一樣也存在著對毒性物質敏感的特點,將較高濃度的酚類廢水直接排入?yún)捬趿鞒虝茐南到y(tǒng)的穩(wěn)定性,使廢水排放難以達標。為改善酚類污染物對厭氧流程的破壞作用,有研究者將活性炭加入到厭氧池中21,利用活性炭的吸附作用,將酚類污染物富集于活性炭上,從而降低廢水中酚類物質濃度,使厭氧流程的降解能力得到進一步的提高。5、厭氧-好氧工藝單獨使用厭氧法或者好氧法處理酚類廢水都存在著一定的缺點,而通過聯(lián)用厭氧工藝和好氧工藝則能明顯提高污水的處理效率。雷焦玲等22聯(lián)用雙重厭氧工藝和好氧工藝(A20)對酚類工業(yè)污水處置時發(fā)現(xiàn),該工藝能夠大幅降低處理后

8、污水的COD、酚類污染物濃度以及氨氮指標,使之達標排放。鄭笑彬等23采用厭氧固定膜-好氧生物處理工藝處理焦化廢水,同時脫除酚類和氰類物質,明顯提高COD和氨氮的脫除效率,相對好氧法具有更高的處理效率。三、化學法1、化學沉淀法為使酚類從水相中分離,可在酚類廢水中投加相應的沉淀劑,使廢水中的酚類物質產(chǎn)生沉淀而從水相中分離24"25。具體實例包括樹脂制造行業(yè)里所產(chǎn)生的高濃度的酚類廢水,其中殘余不少甲醛,因此通過蒸發(fā)濃縮過程使酚類與甲醛反應生成酚醛樹脂沉淀進行回用;在處理煤氣站產(chǎn)生的廢液中,可加入堿性物質如生石灰等將廢液中的酚類轉化為有機鹽再進行回收利用。2、焚燒法焚燒法是目前處理高濃度難降

9、解有機廢水的一種較常用的方法,由于某些含酚廢水除了含有酚類污染物還含有很多高濃度的難降解污染物,使酚類廢水的回收處理難以進行。因此通過使廢液在高溫環(huán)境下與空氣反應,利用氧氣將有機物燃燒產(chǎn)生二氧化碳和水的焚燒法是處理此類廢水有效途徑之一26_28。研究表明26,在含酚廢液中污染物的產(chǎn)熱量高于4360千焦/千克時,即可使用焚燒法,此時僅需要添加較少的初始燃料對爐體預熱,在點火之后污染物的燃燒反應可以自行發(fā)生。此方法由于操作條件易于控制能實現(xiàn)自動化,適用于各種高濃度難降解有機廢水，被越來越多地使用。但當污染物的產(chǎn)熱量偏低時，采用焚燒法將需要更多的燃料,從而提高處理費用。同時,當焚燒條件不理想時,有可

10、能會產(chǎn)生其他有毒氣體,造成空氣污染。3、化學氧化法相比焚燒法,化學氧化法是通過往酚類廢液中投加氧化劑,通過化學氧化作用將酚類污染物降解為小分子有機物甚至是二氧化碳和水p9。在化學氧化法中使用較多的化學氧化劑包括氯氣3<)-31卜次氯酸鈉3W3、臭氧34#、過氧化氫36"37卜高銳酸鉀38等?；瘜W氧化法能夠相對徹底地降解酚類污染物,對其他有機污染物也有降解效果,選擇性較低,適用于大多數(shù)有機廢水。此外,由于化學氧化法能夠打破污染物的結構,使之降解為易于被微生物利用的小分子有機物。因此,化學氧化法在處理酚類廢水的同時也能提高其可生化性。同時,化學氧化法還具有操作簡便、處理速度快、處理

11、率.較高等優(yōu)點。由于化學氧化劑一般不能重復利用,因此操作費用偏高,一般用于污水預處理或者深度處理。四、其他方法1、濕式催化氧化法一般濕式氧化法的操作條件嚴苛,一般需要200攝氏度以上的高溫和5個大氣壓以上的環(huán)境壓力,在高溫高壓環(huán)境下通入氧氣或者空氣,使含酚廢液在反應器中直接與氧化劑接觸降解。為提高濕式氧化法的可操作性,研究人員開發(fā)出濕式催化氧化法,通過在濕式氧化反應器中放置相應的催化劑,從而使氧化反應所需的壓力和溫度降低,達到提高降解速率、降低操作費用一的目的39"人。陳擁軍等人41比較了活性炭和氧化銅/氧化鋁催化劑用以濕式催化氧化降解苯酚廢水的研究,發(fā)現(xiàn)當反應溫度為140攝氏度、反應一小時之后,廢水中苯酚和化學需氧量的去除率分別達到90%以上和88%,使苯酚在較溫和的條件下徹底降解。張秋波等人42采用硝酸銅作為催化濕式氧化催化劑處理酚類廢水，廢水含酚濃度為7.8g/L,化學需氧量為23g/L,處理后酚類幾乎完全去除,化學需氧量降解率達90%。濕式催化氧化法能夠將絕大多有機污染物徹底降解,但其所需的較高的溫度和壓力依然提高了設備費用,催化劑也存在損失的問題。因此,開發(fā)一種能應用于溫和條件下的濕式氧化催化劑是目前研究的熱點。2、電化學氧化技術電化學技術在污水處理中的應用是當今廢水處