含酚廢水處理現狀分析

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一、含酚廢水的危害

含酚廢水是一種來源廣、水量大、危害十分嚴重的工業廢水之一。其主要來源于焦化、煤氣、煉油和以苯酚或酚醛為原料的化工、制藥等生產過程。酚類化合物是一種原型質毒物,對一切生物個體都有毒害作用。它可通過皮膚及黏膜的接觸而吸入或經口腔浸入生物體內,與細胞原漿中的蛋白質接觸后形成不溶性蛋白質而使細胞失去活性,尤其對神經系統有較大的親和力,使神經系統發生病變。當水中含酚類物質為0.002mg/L時,在水體加氯處理過程中會產生酚臭;濃度大于0.005mg/L時的水就不能飲用;濃度大于0.1mg/L時,水中的魚肉有酚味不能食用;濃度大于1mg/L時,對魚的生殖等項活動造成嚴重影響;而當水中酚類含量大于10mg/L時,魚類等水生生物不能生存。綜上所述,含酚廢水對人們的正常生活造成嚴重影響,并危害人體健康安全,而且嚴重破壞自然生態平衡,造成嚴重的環境污染。

二、含酚廢水處理現狀分析

含酚廢水的處理方法是隨著對含酚廢水危害性的認識和水處理技術的不斷發展而逐漸發展起來的，目前已有很多關于含酚廢水的處理方法，而且隨著技術的不斷發展，各種方法間還進行著相互的滲透組合，以達到更好的治理目的。目前對含酚廢水的處理技術主要有以下幾種，現將其優劣進行比較：

(一)溶劑萃取法

溶劑萃取法是工業上常用的廢水脫酚方法之一。但采用通常的溶劑萃取工藝處理含酚廢水，廢水中的酚含量很難達到排放標準。絡合萃取法處理高濃度含酚廢水已在苯酚、制藥等工廠得到應用,易于工業實施,經2～3個萃取理論級可以達到國家規定的排放標準。

(二)濕式催化氧化法

中等濃度的含酚廢水有雜菌作用,不能用傳統的生物法處理,一般采用化學氧化法處理。濕式空氣氧化(WAO)是目前采用的處理技術之一。濕式空氣氧化需要高溫高壓,不但能耗高而且對設備材質要求也高,因此,濕試空氣氧化在實際應用中往往只做預處理技術來使用,這樣可以節省能耗。而催化濕式氧化(CWAO)可以在較低的溫度壓力下達到較好的廢水處理效果。但從目前的催化劑性能和效果來看,要達到將廢水污染物徹底氧化分解仍然存在許多問題。

(三)電催化技術

近年來,電催化技術因其處理效率高、操作簡便、易實現自動化、環境兼容性好等優點而引起了研究者的注意。電催化技術是在適當的控制條件下通過電極催化產生很強的自由基,從而能有效降解有機物,克服了均相光氧化法的投加氧化劑的缺陷。周明華等在經氟樹脂改性的β-PbO2電極上電催化降解含酚廢水,在溫度25℃、電壓710V、K2SO4含量為110g·L21、Ph為210時,模擬苯酚(100mg·L-1)廢水經25min處理,COD降至60mg·L21以下,揮發酚完全消失。該方法用于處理含酚濃度大,酸性高且有一定含量的廢水,可以不經稀釋或中和調節等預處理而直接處理,具有很好的應用前景。

(四)光化學氧化法

(五)超聲聲化學氧化法

超聲聲化學氧化法是20世紀80年代后期新發展起來的有機污染物高效處理技術。ChristianPeterier等研究了氯代苯酚、苯酚等的聲化學降解過程,發現這些酚類化合物最終都被完全礦化為HCl、H2O、CO和CO2。與其他水處理技術相比,超聲輻射降解法仍存在處理量少、費用高的問題,目前仍屬探索階段,其工業化應用還有許多問題尚需解決。

(六)超臨界水氧化法

超臨界水氧化法是將有機污染物在超臨界水中氧化分解為CO2、H2O等無害的小分子化合物。超臨界水氧化法由于在特殊的高溫、高壓狀態下反應,面臨的主要問題是反應器材的腐蝕,對反應器材質要求高、功耗大,因而在一定程度上限制了其工業化應用。研制長期耐高溫、耐腐蝕的反應器材質是該法大規模工業化應用的關鍵。

(七)活性污泥法

苯酚是一種生物毒性物質,既使在低濃度下對人體及微生物也有毒害作用,由于許多好氧菌及微生物可利用苯酚作為生長的碳源,因此活性污泥法是常用的除酚方法。但該法存在運行管理要求高、對毒物承受能力低、不適應沖擊負荷、曝氣池容積負荷低、污泥產生量大等不足之處,對組成復雜、濃度較高的含酚廢水處理效果不理想。

(八)生物硫化床法

在我國已投產的工業含酚廢水處理方法中,曝氣池生物降解法作為二級處理技術被廣泛采用。但該方法存在占地面積大、能耗高、氧利用率低等問題。

(九)酶制劑處理法

酶是一種高效專一的生物催化劑,自20世紀80年代起,開始了將酶制劑技術應用于廢水處理的研究。例如用辣根酶加過氧化氫處理含酚330mg·L-1廢水,酚去除率可達97%～99%;用酪氨酸酶可以使苯酚得到100%的降解。但水溶性酶屬一次性消耗,導致處理成本高。為降低成本、提高酶的活性,酶的固定化技術將是該領域的研究重點。

(十)膜分離技術

該技術的研究工作自80年代初開展以來,逐漸擴展。有關膜萃取器的設計和應用研究已有報道。例如戴猷元等以不同體積濃度的TBP(煤油)-苯酚-水為實驗體系,采用實驗型聚砜中空纖維膜器進行膜萃取,其苯酚去除率均在80%以上,且隨萃取劑中TBP含量的增大,其分離效率則更高。膜萃取技術正由基礎研究向實用化階段發展,解決全部問題還相當遙遠。膜萃取數學模型的建立并指導膜器件的設計,萃取劑的選擇等問題還需要做很多的工作。

三、含酚廢水處理技術比較結果

通過以上比較發現膜蒸餾技術和電催化技術在處理苯酚廢水中有較好的應用前景。在膜處理中,如果廢水中的酚含量過高(如超過6%),會對膜造成損害。而電催化技術是在電化學的基礎上發展起來的一種高效率的處理技術，它通過改變電極表面修飾物(有時為表面狀態)或溶液相中的修飾物來大范圍地改變反應的電勢或反應速率，提高污染物的去除效率，減少能耗，是一種效率較高、效果不錯的處理方法。將來可以重點研究不同催化劑作用下，均相催化電解氧化去除廢水中高濃度的苯酚的處理效能,為電催化法處理含酚廢水提供更多實驗依據。