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含酚废水处理技术的研究进展
新闻作者:网站管理员 来自:悟空彩票 发布时间:2016-05-04 14:48:22 浏览:1721

含酚废水处理技术的研究进展

    (摘要)文章介绍了含酚废��的处理方法一一吸附法、膜分离法、萃取法、化学氧化法、生化处理法等,综述了近年来处理方法、技术进展情祝,提出了当前含酚废水处理技术的发展前景和方向。

    (关键词)含酚废水;吸附法;膜分离法;萃取法;化学氧化法;生化处理

    大部分食品添加剂生产的过程中,需要使用到大量的含酚原材料,因此在这些食品抗氧化剂生产的过程中排出的废水会含有较多的酚类化合物。酚类化合物是被美国国家环保局列为129种优先控制污染物之一,由于酚的毒性涉及性生物的生长和繁殖,污染饮用水源,会对水体造成严重污染,因此,含酚废水在我国水污染控制中被列为重点解决飞有毒有害废水之一。在实际含酚废水的处理中,对高浓度的含酚废水或经回收处理后仍留有残余酚的废水,则必须进行无害化处理,作到达标排放,以实现经济效益与环境效益的统一。下面将概述含酚废水无害化处理技术的研究进展、发展趋势。

1含酚废水的处理方法

1.1物理法

1.1.1吸附法

    吸附法能有效去除水中的剧毒和难降解的污染物,处理后出水水质好且比较稳定,无二次污染,因而吸附法在废水处理中有着不可取代的作用。这种方法是将活性炭、树脂等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合,或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤出去。活性炭吸附虽然吸附量大,但再生困难,因而其使用逐渐不为人们看好,处理后废水中含酚量远达不到排放标准,需进行二级处理。所以活性炭在处理高浓度含酚废水时受到了一定的限制。而大孔树脂是内部呈交联网络结构的高分子柱状体,具有优良的孔结构和很大的比表面积,并具有良好的疏水性。试验结果表明,一些大孔树脂对水中酚类物质的吸附量与活性炭相当,它对废水中的酚类物质可逆性好,对废水中酚的吸附率可达95 %^-99%,酚类脱附回收率达95%以上。可用NaCl, NaOH再生,解吸率近100,可反复使用,且可回收酚类物质,经济效益远超过其它传统方法「‘]。

1.1.2膜分离法

    膜分离技术是近几十年发展起来的新型分离技术,具有低能耗、操作简单、可回收有用物质等优点。膜分离法是利用膜的微孔进行过滤,利用膜的选择透过性,将废水中的某些物质分离出来。其传质速率明显提高,甚至可以实现溶质从低浓度向高浓度的传递。使分离过程所需级数明显减少[f2l。万印华等人在用液膜法处理高浓度含酚废水的研究中,以表面活性剂LMS-3及高效破乳器EC-2,进行了对多种高浓度含酚废水处理的研究,取得了较为理想的效果。使用液膜分离技术,可有效地从高浓度废水中回收酚,对含酚10000^-47000 mg/L的高浓度含酚废水,内相富集酚可达270 g/L以上,有很高的回收价值。液膜法处理高浓含酚废水速度快,效率高,对含酚10000 mg/L左右的废水经二级液膜处理,亦可达到排放要求。

1.1.3萃取法

    萃取法主要是利用难溶于水的萃取剂与废水接触,使废水中的酚类化合物在总水相转移到溶剂相中,从而达到酚类物质与水分离的目的。萃取法主要是萃取剂和污染物分子络合,或是水中的污染物在载体的作用下透过很薄的膜层进入萃取内相而净化废水,在处理污染料废水方面有很好的效果,利用萃取法从废水中分离提取污染物,对于水溶性好的染料,可先用电泳萃取法萃取染料,后用萃取方法进行溶剂再生;而对油溶性好的染料,则可先用萃取进行染料回收,再用电泳萃取方法进行溶剂再生[f}l。萃取过程中可能存在着有机溶剂的溶解和夹带而流失到水相,造成二次污染。开发对污染物很好的选择性无毒性萃取剂是萃取法的关键所在。气提法是根据挥发性酚类化合物与水蒸汽形成共拂化合物,利用酚在两相中的浓度差将酚水分离,从而使水得以净化。高浓度的含酚废水用气提法处理,去除率在80 %^-85%。此种方法可回收酚,效率高,操作简单,但对不挥发性酚不能使用。

1.2化学法

1.2.1湿式催化氧化法

    湿式空气氧化法是在高温高压条件下,利用空气作为氧化剂将废水中的有机物氧化为CO:和H20方法。该法是在传统的湿式氧化工艺中加入适宜的催化剂以降低反应的温度和压力,提高氧化分解能力,缩短反应时间[[4]。若配合使用HZOZv03等氧化剂,湿式氧化处理煤气含酚废水时,酚、氰、硫的去除率达100%,COD去除率达65%一90%。湿式催化氧化法虽对有机物的处理效率高,但由于在高温、高压下反应,设备要求高(要求耐高温、耐高压和耐腐蚀),且催化剂的损耗大,因而研究适合于温和反应条件下高效经济的催化剂是湿式催化剂法推广应用中要解决的重要课题。

1.2.2光化学氧化法

    光化学氧化是近十几年来发展迅速的先进氧化技术,它的反应条件温和、氧化能力强、适用范围广,特别适用于难生物降解的有毒有机物的处理。目前研究较多是非均相半导体光催化氧化法两大类。光催化氧化法可以使有机物完全矿化,效率较高,经过一系列变化后产生氧化能力极强的OH,氧化各种有机物,���使之矿化为COZ。如用Ti0:半导体光催化氧化较低浓度的含酚废水,在pH=4的环境下光解2h,可使酚的去除率达到100。但是该法还面临许多问题,如光量子效率低、反应器的设计、哭啼催化剂的回收和固定化技术以及催化剂的污染与活化等问题都有待于进一步解决。而加入O}, H202,Fenton试剂等氧化剂与光一起作用的均相光氧化法,起氧化能力和光解速率都远远超过单纯的半导体光催化氧化法,而且不存在催化剂的回收与固定、污染与活化等问题,因而是一种十分简便的废水处理技术,但对组成复杂的实际废水,完全矿化则需要较长时间的光照及要消耗较大量的氧化剂[5-G]0

1.2.3超临界水氧化法

    超临界水氧化法是一种新型、高效的废物处理技术,特别使用于高浓度、难降解有机物的处理。该法以超临界水为介质,利用水在超临界条件下,不存在气液界面传质阻力的特性,以提高反应速率,并通过氧化剂(空气、氧气和过氧化氢等)的作用。实现对污染物的氧化分解[f}l。国内外的研究表明,超临界水氧化法以及其他多种有机物的氧化降解是很有效的。超临界水氧化法因反应迅速、氧化彻底而倍受关注,国外发达国家已建成中试及工业化装置并投入运行,中国在这方面的研究仍处于起步阶段。超临界水氧化法由于在特殊的高温、高压状态下反应,面临的主要问题是反应材的腐蚀,对反应器材质要求高、功耗大,因而在一定程度上限制了其工业化应用,研制长期耐高温、耐腐蚀的反应器材质是该法大规模工业化应用的关键。

1.3生物法

1.3.1厌氧一好氧处理法

    好氧或厌氧条件下生物降解有机物的能力都具有一定局限性,但采用厌氧一好氧组合工业,结果会有很大改善。采用厌氧一缺氧/好氧(A-A/O)工艺对焦化废水进行处理,不仅可除酚,出水的COD与NHS-N均可达标,是对现有焦化废水活性污泥法处理的一种有效改良。采用厌氧馄顶膜一好氧生物处理工业(即改进的A/O工艺)处理焦化废水,在去除酚与氰的基础伤,可大幅度降低COD, NH3-N等污染物,效果优于好氧生物处理[sl0

1.3.2活性污泥法

    生物法中应用广的首推活性污泥法,该法作为传统的比较成熟的废水生物处理技术,在水污染治理中发挥了重要作用,添加粉末活性炭的活性污泥法(PACT工艺),能大大增强酚的去除效率,可使出水酚的浓度降至0.01 mg/L。在PACT工艺中,由于活性炭对难降解有机物及微生物的吸收,延长了微生物的接触时间(相当于延长污泥龄),增大了这些物质的生物降解机会,因而PACT工艺对含酚废水的去除效率比普通活性污泥法要高[f}_iol0

1.3.3酶处理法

    酶是一种高效专一的生物催化剂,自20世纪80年代起,开始了将酶技术用于废水处理的研究。选用适宜的酶来催化降解含酚废水已有报道,如用络氨酸酶可以使苯酚得到100%的降解;用辣根过氧化物酶处理含酚330 mg/L废水,酚去除率可达97%一99%。但水溶性酶属一次性消耗,导致处理成本高,为此要解决的主要问题是降低成本、提高酶活性。

2展望

    由于含酚废水水质变化大,酚类物质种类较多,处理含有不同酚类物质的废水时,应根据不同的性质选择合适的方法,不要时应将各种工艺优化组合,以达到较好的处理效果。采用传统单一的处理方法有时难以达到国家规定的排放标准,所以国内外印染废水处理技术的研究重点放在多单元技术的优化组合。比如正在研究的ABR接触氧化混凝沉淀、臭氧生化、中和水解酸化接触氧化、厌氧好氧煤渣吸附等联合工艺,可见生物处理解释与物化法、化学法的结合将显示出广阔的应用前景。

 

 

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