含酚廢水處理的研究與進展

李啟龍 孔 慧/上海康盛環保能源科技有限公司

含酚廢水處理的研究與進展

李啟龍 孔 慧/上海康盛環保能源科技有限公司

工業含酚廢水來源廣，危害大，經濟而高效地治理與回收工業廢水中酚類物質極為重要。文章介紹了含酚廢水的危害，國內外對含酚廢水處理技術的研究和應用現狀，結合具體實例對各種影響因素進行了細致的分析，并提出了相關的改進建議及研究方向。

含酚廢水；處理技術；溶劑萃取；發展趨勢

1 前言

酚類物質包括苯酚的取代物、多元酚、氯酚、硝基酚及苯氧基酸等。酚的用途相當廣泛，且用量與日俱增，含酚廢水污染環境的程度日益嚴重，對人類造成的危害也日益加深。酚類化合物屬于芳香類化合物，是美國國家環保總署(EPA)列出的129種優先控制的污染物之一，含酚廢水在我國水污染控制中被列為重點解決的有害廢水之一。

酚類物質可以通過生物的外表皮或呼吸系統進入到體內。酚類化合物在生物體內能夠使細胞組織失去活，酚類化合物對水中的生物、農作物都有毒害作用，酚類廢水的毒性還可以抑制水體中其它生物的自然生長速度，破壞生態平衡。因此，開發出具有符合實際、能夠工業化、處理酚類廢水效果理想的工藝技術具有非常重大的現實意義。

2國內外含酚廢水處理技術的研究動態

目前，國內含酚廢水的處理技術有物理法、化學法和生物法。其中物化法包括焚燒法、萃取法、蒸汽法、吸附法等；化學法有化學氧化法、紫外氧化法、光化學氧化法、化學沉淀法、離子交換法、液膜法等；生物法包括活性污泥法、生物濾池法、接觸氧化法等。含酚廢水處理技術的選擇取決于含酚廢水中酚濃度、CODcr值及其它因素。為提高含酚廢水處理效果，可以將物理、化學和生物的方法結合起來。根據處理方式來劃分，含酚廢水污染控制技術分為回收技術和消除技術，對于高濃度(＞20000mg/L)的含酚廢水采用回收技術；對于中等濃度或低濃度(＜1000mg/L)的含酚廢水，采用一定的技術將其降解、消除是較好的治理辦法。

2.1 溶劑萃取法

萃取法工藝流程簡單，運行成本低，分離效果較好，同時又可以從廢水中回收部分有機物，萃取劑可重復使用等優點，是廢水處理常用的工藝技術。萃取法已經實現工業化處理含酚廢水。選擇經濟又高效的酚類回收和可再生萃取劑，是含酚廢水溶劑萃取技術的實施關鍵。溶劑萃取法關鍵工藝有兩個：一是將待分離的酚類廢水和萃取溶劑混合，酚類化合物被萃取劑中的絡合劑絡合而轉移到萃取相中；二是反萃取操作，即為了實現有價值酚類化合物回收和萃取劑的循環利用，將萃取劑進行再生處理。萃取劑影響萃取產物的質量、組成、分離程度以及萃取操作的效果。目前使用較多的傳統型萃取劑有苯、重苯、N-503煤油、醋酸乙酯、異丙醚、苯乙酮、磷酸三丁酯(TBP)等。國外一些技術專利商在處理生產裝置排放含酚廢水時，一般采用MIBK、異丙基醚等作為萃取劑，取得很好的效果，但萃取劑的價格較高，而且容易引入外來有機物雜質，造成二次污染。最新的萃取技術是基于可逆絡合反應萃取分離原理開發的含酚廢水處理技術，分離因數高、操作簡單，一般經過2～3級接觸即可使殘液中酚含量小于0.5mg/L。

2.2 吸附法

吸附法是一種傳統的含酚廢水處理方法。吸附法的原理是利用吸附劑自身具有的吸附性將廢水中有機污染物吸附在吸附劑的孔道表面上。當吸附劑達到飽和狀態時，再對吸附劑進行脫附處理，去除吸附在吸附劑表面的有機物。常用的吸附劑有固體活性炭、樹脂、沸石、活性碳纖維、磺化煤、膨潤土以及吸附樹脂等。實驗表明，活性炭的單位質量的比表面積最大，其吸附能力較其他吸附劑要強。吸附法處理有機廢水的工藝流程相對簡單、處理效果穩定、不增加其他的污染物，避免二次污染等特點，但由于吸附劑的孔道眾多、孔徑微小，容易出現堵塞現象，使再生的運行成本增加，導致總的廢水處理工程的運行費用增加等因素是阻礙吸附技術發展的主要原因。

2.3 生化技術

目前，生化處理方法是處理工業廢水應用最廣泛的處理方法之一，尤其是處理城市生活污水、易降解的有機廢水等。國內的絕大多數苯酚丙酮裝置的含酚廢水處理基本都采用生化法。生化法處理含酚廢水具有處理規模大、運行成本相對較低等優勢，但由于含酚廢水具有的毒害性能夠對微生物的生長有抑制作用，處理高濃度的含酚廢水時難以達到理性的去除效果。采用厭氧-好氧工藝對含酚廢水進行處理，不僅可以去除廢水中的酚類物質，出水的COD與NH3-N均可滿足國家的排放標準，是對現有活性污泥法處理技術很好的發展。

2.4 高級氧化法

化學氧化法是向含酚廢水中加入某些特定性質的化學藥劑，使酚類物質氧化降解。化學氧化法一般應用于處理廢水中酚的含量在1000mg/L以下。化學氧化法處理含酚廢水的優點在于處理流程簡單，處理效果好，反應時間短等。Fenton氧化法是應用最多的一類高級氧化法，它由H2O2和Fe2+的溶液混合而成，在Fe2+的作用下，H2O2分解出的·OH具有很強的氧化性。Fenton試劑可以在相對低的溫度、壓力等反應條件下，氧化分解廢水中的絕大多數有毒有害的，難以生物降解的有機污染物。隨著科學技術的進步和研究的進一步深入，通過向Fenton試劑中引入光輻射、電化學作用或是加入某種催化劑如草酸類的鹽，都能使H2O2分解產生更多的OH，使Fenton試劑的氧化能力有明顯的提高。

3 結語

隨著絡合萃取技術、雙溶劑萃取技術和萃取置換-生物降解耦合技術的研究開發，溶劑萃取法將為含酚廢水處理提供更有效的途徑。近年來在高級氧化法、生物技術等方面研究取得了一系列進展，為進一步提高廢水脫酚效率、控制生產成本，對含酚廢水的深度處理提供了理論基礎。針對不同的水質采取不同的處理辦法，在尋求高效脫酚技術時，不僅要考慮其環境效益和社會效益，更要考慮其經濟效益，即治理了污染，又使酚類化合物得到了回收利用。