含酚廢水處理現(xiàn)狀分析

(四川省天晟源環(huán)保股份有限公司 四川 成都 610000)

一、含酚廢水的危害

含酚廢水是一種來(lái)源廣、水量大、危害十分嚴(yán)重的工業(yè)廢水之一。其主要來(lái)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(chǎn)過(guò)程。酚類(lèi)化合物是一種原型質(zhì)毒物,對(duì)一切生物個(gè)體都有毒害作用。它可通過(guò)皮膚及黏膜的接觸而吸入或經(jīng)口腔浸入生物體內(nèi),與細(xì)胞原漿中的蛋白質(zhì)接觸后形成不溶性蛋白質(zhì)而使細(xì)胞失去活性,尤其對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有較大的親和力,使神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生病變。當(dāng)水中含酚類(lèi)物質(zhì)為0.002mg/L時(shí),在水體加氯處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生酚臭;濃度大于0.005mg/L時(shí)的水就不能飲用;濃度大于0.1mg/L時(shí),水中的魚(yú)肉有酚味不能食用;濃度大于1mg/L時(shí),對(duì)魚(yú)的生殖等項(xiàng)活動(dòng)造成嚴(yán)重影響;而當(dāng)水中酚類(lèi)含量大于10mg/L時(shí),魚(yú)類(lèi)等水生生物不能生存。綜上所述,含酚廢水對(duì)人們的正常生活造成嚴(yán)重影響,并危害人體健康安全,而且嚴(yán)重破壞自然生態(tài)平衡,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

二、含酚廢水處理現(xiàn)狀分析

含酚廢水的處理方法是隨著對(duì)含酚廢水危害性的認(rèn)識(shí)和水處理技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸發(fā)展起來(lái)的，目前已有很多關(guān)于含酚廢水的處理方法，而且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，各種方法間還進(jìn)行著相互的滲透組合，以達(dá)到更好的治理目的。目前對(duì)含酚廢水的處理技術(shù)主要有以下幾種，現(xiàn)將其優(yōu)劣進(jìn)行比較：

(一)溶劑萃取法

溶劑萃取法是工業(yè)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。絡(luò)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(yīng)用,易于工業(yè)實(shí)施,經(jīng)2～3個(gè)萃取理論級(jí)可以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

(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(tǒng)的生物法處理,一般采用化學(xué)氧化法處理。濕式空氣氧化(WAO)是目前采用的處理技術(shù)之一。濕式空氣氧化需要高溫高壓,不但能耗高而且對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求也高,因此,濕試空氣氧化在實(shí)際應(yīng)用中往往只做預(yù)處理技術(shù)來(lái)使用,這樣可以節(jié)省能耗。而催化濕式氧化(CWAO)可以在較低的溫度壓力下達(dá)到較好的廢水處理效果。但從目前的催化劑性能和效果來(lái)看,要達(dá)到將廢水污染物徹底氧化分解仍然存在許多問(wèn)題。

(三)電催化技術(shù)

近年來(lái),電催化技術(shù)因其處理效率高、操作簡(jiǎn)便、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、環(huán)境兼容性好等優(yōu)點(diǎn)而引起了研究者的注意。電催化技術(shù)是在適當(dāng)?shù)目刂茥l件下通過(guò)電極催化產(chǎn)生很強(qiáng)的自由基,從而能有效降解有機(jī)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(jīng)氟樹(shù)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(shí),模擬苯酚(100mg·L-1)廢水經(jīng)25min處理,COD降至60mg·L21以下,揮發(fā)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(jīng)稀釋或中和調(diào)節(jié)等預(yù)處理而直接處理,具有很好的應(yīng)用前景。

(四)光化學(xué)氧化法

(五)超聲聲化學(xué)氧化法

超聲聲化學(xué)氧化法是20世紀(jì)80年代后期新發(fā)展起來(lái)的有機(jī)污染物高效處理技術(shù)。ChristianPeterier等研究了氯代苯酚、苯酚等的聲化學(xué)降解過(guò)程,發(fā)現(xiàn)這些酚類(lèi)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(shù)相比,超聲輻射降解法仍存在處理量少、費(fèi)用高的問(wèn)題,目前仍屬探索階段,其工業(yè)化應(yīng)用還有許多問(wèn)題尚需解決。

(六)超臨界水氧化法

超臨界水氧化法是將有機(jī)污染物在超臨界水中氧化分解為CO2、H2O等無(wú)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(tài)下反應(yīng),面臨的主要問(wèn)題是反應(yīng)器材的腐蝕,對(duì)反應(yīng)器材質(zhì)要求高、功耗大,因而在一定程度上限制了其工業(yè)化應(yīng)用。研制長(zhǎng)期耐高溫、耐腐蝕的反應(yīng)器材質(zhì)是該法大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

(七)活性污泥法

苯酚是一種生物毒性物質(zhì),既使在低濃度下對(duì)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(zhǎng)的碳源,因此活性污泥法是常用的除酚方法。但該法存在運(yùn)行管理要求高、對(duì)毒物承受能力低、不適應(yīng)沖擊負(fù)荷、曝氣池容積負(fù)荷低、污泥產(chǎn)生量大等不足之處,對(duì)組成復(fù)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(guó)已投產(chǎn)的工業(yè)含酚廢水處理方法中,曝氣池生物降解法作為二級(jí)處理技術(shù)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(wèn)題。

(九)酶制劑處理法

酶是一種高效專(zhuān)一的生物催化劑,自20世紀(jì)80年代起,開(kāi)始了將酶制劑技術(shù)應(yīng)用于廢水處理的研究。例如用辣根酶加過(guò)氧化氫處理含酚330mg·L-1廢水,酚去除率可達(dá)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(dǎo)致處理成本高。為降低成本、提高酶的活性,酶的固定化技術(shù)將是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

(十)膜分離技術(shù)

該技術(shù)的研究工作自80年代初開(kāi)展以來(lái),逐漸擴(kuò)展。有關(guān)膜萃取器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究已有報(bào)道。例如戴猷元等以不同體積濃度的TBP(煤油)-苯酚-水為實(shí)驗(yàn)體系,采用實(shí)驗(yàn)型聚砜中空纖維膜器進(jìn)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(shù)正由基礎(chǔ)研究向?qū)嵱没A段發(fā)展,解決全部問(wèn)題還相當(dāng)遙遠(yuǎn)。膜萃取數(shù)學(xué)模型的建立并指導(dǎo)膜器件的設(shè)計(jì),萃取劑的選擇等問(wèn)題還需要做很多的工作。

三、含酚廢水處理技術(shù)比較結(jié)果

通過(guò)以上比較發(fā)現(xiàn)膜蒸餾技術(shù)和電催化技術(shù)在處理苯酚廢水中有較好的應(yīng)用前景。在膜處理中,如果廢水中的酚含量過(guò)高(如超過(guò)6%),會(huì)對(duì)膜造成損害。而電催化技術(shù)是在電化學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種高效率的處理技術(shù)，它通過(guò)改變電極表面修飾物(有時(shí)為表面狀態(tài))或溶液相中的修飾物來(lái)大范圍地改變反應(yīng)的電勢(shì)或反應(yīng)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(cuò)的處理方法。將來(lái)可以重點(diǎn)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(shí)驗(yàn)依據(jù)。