含酚廢水的處理方法及其進(jìn)展

平 瑀，孫 欣，李小超，劉長(zhǎng)風(fēng)，范文玉

沈陽(yáng)化工大學(xué)，遼寧沈陽(yáng) 110142

酚類化合物是一種原生質(zhì)毒物，對(duì)一切生活個(gè)體都有毒殺作用，其中以苯酚的毒性和污染最為突出。中國(guó)等許多國(guó)家已將其列入重點(diǎn)污染物的名單之中。應(yīng)用苯酚的工業(yè)主要有炸藥、肥料、石油、消毒劑等。本文力求通過(guò)含酚廢水處理方法的現(xiàn)狀進(jìn)行深入探究，尋求適合的處理方法。

1 化學(xué)法處理含酚廢水

1.1 縮聚法

反應(yīng)原理是在一定的溫度、壓力條件下，苯酚與甲醛經(jīng)催化劑的作用，反應(yīng)生成酚醛樹脂。產(chǎn)物經(jīng)固液分離后，對(duì)含酚量已下降到一定濃度的二次廢水采用固定床、動(dòng)態(tài)逆流活性炭吸附處理，可使廢水含酚量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該法具有占地面積小、流程簡(jiǎn)單、處理效果穩(wěn)定等特點(diǎn)。目前，一些樹脂廠、塑料廠、石化煉油廠之“堿渣”及一些高濃度亞硝基苯酚廢水的處理均已使用本法。有的樹脂廠采用預(yù)處理——吸附——氧化三級(jí)處理法，對(duì)酚醛廢水進(jìn)行綜合利用，效果顯著。

1.2 氧化法

在廢水中添加化學(xué)氧化劑，使酚分解，同時(shí)也使水中的還原性物質(zhì)被氧化。該法多用于低濃度含酚廢水（<1 000 mg/L）的處理。常用化學(xué)氧化劑有臭氧、高錳酸鉀等。苗秀生等運(yùn)用衍生化氣相色譜和GC/MS法對(duì)黃磷誘發(fā)氧化水中苯酚的降解產(chǎn)物進(jìn)行了定性、定量分析。在潮濕的環(huán)境中，黃磷可與氧進(jìn)行岐鏈反應(yīng)，產(chǎn)生大量的O，O3，PO，PO2等活性物，它們能降解和破壞污染物。在合適的反應(yīng)條件下，苯酚去除率可達(dá)95%以上。

2 物化法處理含酚廢水

2.1 萃取法

常用萃取劑有苯、丁醇等。目前使用較多的有N-503、TBP及TOPO等。其中N-503是一種最常用的高效脫酚萃取劑，它對(duì)酚的萃取分配系數(shù)大于苯及其它萃取劑。單級(jí)萃取率可達(dá)95%以上。但萃取后的廢水含酚量仍不符合排放標(biāo)準(zhǔn)，且在廢水中含微量萃取劑，可能造成二次污染。因此，N-503萃取法對(duì)高濃度含酚廢水，僅作為一級(jí)回收處理；欲使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，須進(jìn)行二級(jí)生化處理。葛宜掌等進(jìn)一步提出了用協(xié)同—絡(luò)合萃取法回收含酚廢水中的酚類方法。在此方法理論的基礎(chǔ)上，開發(fā)了4種HC新型萃取劑。其中使用HC-3和HC-4萃取劑單級(jí)萃取可使廢水中酚的含量降至10mg/L以下，除酚率可達(dá)99%以上。

2.2 吸附法

目前較廣泛采用的固體吸附劑有活性炭、磺化煤等。樹脂吸附主要采用大孔徑樹脂作吸附劑。近來(lái)，有人研究了在丙烯酸基質(zhì)中的多孔聚合吸附劑對(duì)酚的吸附，顯示出更好的除酚效率。國(guó)內(nèi)目前也相繼開發(fā)出H系列、GDX系列、NKA系列樹脂，其性能已接近或超過(guò)國(guó)外產(chǎn)品。使用較普遍的有H-103、 NKA-2、DA-201型樹脂等。H-103型大孔樹脂是采用二次交聯(lián)合成法制成的，其比表面積達(dá)1 000m2/g，平均孔徑90 。利用其對(duì)苯酚分子產(chǎn)生較大的范德華力，且有較強(qiáng)的吸附能力，可用來(lái)處理含酚廢水。用DA-201大孔樹脂處理從酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂生產(chǎn)中排放的含酚量高達(dá)8 000mg/L～40 000 mg/L的廢水，經(jīng)預(yù)處理后，含酚量可降至0.5mg/L以下，符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

活性炭纖維（ACF）、PVA陽(yáng)離子交換纖維等也可用于高濃度酚的吸附。其特征是具有巨大的比表面積、特有的微孔結(jié)構(gòu)及帶有多種官能團(tuán)。吸附再生速度快，交換容量大。如PVAF對(duì)苯酚吸附量可達(dá)95 %以上，二次吸附苯酚去除率可達(dá)99.99 %

2.3 液膜法

本法自1968年N.N.Li首創(chuàng)液膜技術(shù)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)其分離技術(shù)進(jìn)行了不少研究。對(duì)含酚量為上千mg/L的酚醛樹脂廢水，經(jīng)處理后，可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，且無(wú)二次污染。目前，該法主要用于焦化廢水、雙酚A廢水等的治理上。

2.4 蒸汽脫酚法

揮發(fā)酚可與水蒸汽形成共沸混合物。利用酚在兩相中平衡濃度的差異，在強(qiáng)烈對(duì)流中，酚由水相轉(zhuǎn)為氣相，從而可使廢水得以凈化。并可以利用堿液回收粗酚。本法主要用于高濃度揮發(fā)酚的處理上，且回收酚的質(zhì)量好，不帶進(jìn)其它污染物。

3 生化法處理含酚廢水

生化法是利用微生物凈化廢水的方法。廢水中含酚濃度在50mg/L～500mg/L時(shí)，適用于生化法處理。采用生化法時(shí)要注意廢水中不得含有焦油或油類物質(zhì)，否則會(huì)使微生物死亡。

3.1 活性污泥法

活性污泥法是一種以活性污泥為主體的廢水處理方法。該法目前已成為焦化、煤氣、煉油、染料等工業(yè)廢水治理的主要方法。其優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單、處理效果好受氣候條件影響小等。缺點(diǎn)是：預(yù)處理要求高、運(yùn)行開支較大.滿春生等從生化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)理論出發(fā)，研究了溫度對(duì)提高活性污泥法處理含酚廢水的效果。結(jié)果表明：當(dāng)水溫由20℃～25℃升至50℃～55℃時(shí)，出口水含酚合格率由88%提高至100%；COD去除率由68%提高至85%。此外，將光合細(xì)菌（PSB）固定于活性污泥上經(jīng)馴化培養(yǎng)后，在好氧條件下處理含酚廢水，可明顯提高去酚能力，并可減少菌體流失。具有抗沖擊力強(qiáng)，對(duì)溫度pH值適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)。

劉長(zhǎng)風(fēng)等用以苯酚為唯一碳源和能源的無(wú)機(jī)鹽馴化液對(duì)沈陽(yáng)某煤氣廠土壤進(jìn)行馴化培養(yǎng)，從中分離篩選到1株苯酚降解菌，編號(hào)為MW-1。該菌株最高可耐受1 600mg/L苯酚，其降解性能研究表明：該菌具有較強(qiáng)的苯酚降解能力，在30℃，pH 5.5～7.5，裝液量為60mL，接種量20 %，搖床振蕩速度120r/min的條件下，振蕩培養(yǎng)6h后可使400mg/L的苯酚降解率達(dá)80%以上。雖然葡萄糖對(duì)該菌體的生長(zhǎng)及降解苯酚均有一定的抑制作用，但有葡萄糖（600mg/L）存在的情況下，該菌對(duì)苯酚的降解率仍接近60 %。

3.2 生物膜法

生物膜是一種生長(zhǎng)在固定介質(zhì)表面上，由好氧微生物及其吸附、截留的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物所組成的粘膜。在處理廢水時(shí)，廢水流過(guò)生物膜，借助于生物膜中微生物的作用，在有氧存在的條件下，氧化廢水中的有機(jī)物質(zhì)，經(jīng)處理后的污水可以排放或作污水灌溉。具體的應(yīng)用方式有生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤法、接觸曝氣法等。近年來(lái)，我國(guó)生物膜法的研究開發(fā)著重于基礎(chǔ)和應(yīng)用兩個(gè)方面，主要內(nèi)容有：生物膜法的動(dòng)力學(xué)模式研究；新的填充料的開發(fā)研究；接觸曝氣法“無(wú)污泥低氧”運(yùn)轉(zhuǎn)控制研究；在工業(yè)廢水中處理的應(yīng)用。

3.3 生物接觸氧化法

又稱ASFF法該法兼有生物膜法和活性污泥的優(yōu)點(diǎn)。自1980年以來(lái)，在我國(guó)得到較為廣泛的應(yīng)用。尤其在染料廢水的處理中已取得良好的效益。本法采用人工曝氣，填料完全浸沒在污水中的手段，使微生物以固定生物膜的形態(tài)附著于填料表面，與所需凈化的污水相接觸，從而對(duì)水中有機(jī)污染物進(jìn)行降解與轉(zhuǎn)化。采用多段ASFF法處理含酚廢水。當(dāng)酚濃度為190mg/L～900mg/L，水力負(fù)荷為0.02m3/m2/d～0.22m3/m2/d，水溫為20℃時(shí)，酚去除率可達(dá)99.99%。

3.4 厭氧法

除了用好氧法處理含酚廢水外，近年來(lái)，厭氧法的研究也取得了肯定的成果。研究人員在對(duì)焦化廢水的厭氧生物處理的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：焦化廢水中的甲酚及二甲酚等對(duì)厭氧微生物有抑制作用。因此，厭氧處理一般采用顆?；钚蕴浚℅AC）濾床或流化床、GAC膨脹床等。廢水中大部分抑制性有機(jī)物首先被吸附在GAC上，從而降低了對(duì)厭氧微生物抑制作用。用該法處理廢水的主要問(wèn)題在于：COD，TOC的去除率不高，一般在70%左右、GAC飽和較快，使用周期短，再生也有一定的困難、處理的時(shí)間比較長(zhǎng)。

除上述外，用于處理低濃度含酚廢水的方法還有電解法、溫法氧化法、光催化氧化法及酶催化氧化法等。