含酚廢水的治理方法與處理技術(shù)
對含酚廢水的治理,最有效的方法是控制污染源,一是合理選擇工藝流程、開發(fā)無公害工藝、無公害[wiki]催化劑[/wiki],使用無公害試劑的反應(yīng)實(shí)現(xiàn)清洗工藝技術(shù),減少廢水量或降低廢水中的含酚濃度。例如,目前對氨基酚生產(chǎn)主要采用鐵還原法老工藝,生產(chǎn)1噸成品出44噸廢水,廢水量大,污染嚴(yán)重。近年來人們開發(fā)用硝基苯催化氧化法生產(chǎn)對氨其基酚新工藝,1噸成品,只排放10噸含酚廢水,使污染減少。二是選用有效的操作條件和生產(chǎn)設(shè)備,開發(fā)密閉循環(huán)生產(chǎn)酚類化合物系統(tǒng)盡量避免和減少污染物排入環(huán)境,實(shí)現(xiàn)“零排放”的清潔生產(chǎn)。三是加強(qiáng)企業(yè)的管理,對含酚廢水采取有效處理、回收以及綜合利用。
由于含酚廢水的組成、酸堿性以及濃度的不同,治理方法也不一樣,目前工業(yè)上治理含酚廢水的方法一般分為物化法、化學(xué)法、生化法等三大類。主要介紹最常見的方法。
1.物化法
物化法是通過物理化學(xué)過程處理廢水,除去污染物質(zhì)的方法,因應(yīng)用比較廣泛,近年來發(fā)展很快。其主要方法有:吸附、萃取、反滲透、電滲析、液膜、氣提、超過濾等方法。
1.1吸附法
吸附法廣泛用于含酚廢水的處理。吸附法是利用多孔性固體物質(zhì)作用為吸附劑,如活性炭、硅藻土、活性氧化鋁、交換樹脂、磺化煤等,以吸附劑的表面(固相)吸附廢水中的酚(液相)污染物的方法,根據(jù)吸附劑與酚類化合物之間的作用力不同,其吸附機(jī)理兼有物理吸附,化學(xué)吸附和交換吸附。在含酚廢水處理過程中,主要是物理吸附,有時(shí)是幾種吸附形式的綜合作用 。選用吸附性能好,吸附容量大,容易再生,經(jīng)久耐用的吸附劑是保證-分離效果的關(guān)鍵。
1.2萃取法
萃取法處理含酚廢水兩種途徑,一種是選用高分配系數(shù)的萃取法,采用特定的萃取工藝及裝置,利用酚類化合物在有機(jī)相和水相中不同的溶解度及兩相互不溶的原理,達(dá)到分離酚的目的,另一種是根據(jù)可 配位反應(yīng)原理,經(jīng)單一萃取操作使廢水中的含酚量低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.3液膜法
液膜法是近年發(fā)展起來的一種新型廢水治理分離技術(shù)液膜除酚采用水包油包水(W/0/W)體系。液膜由溶劑(如煤油)和表面活性劑構(gòu)成。它是在分離的過程中使被分離的物質(zhì)(酚)同時(shí)進(jìn)行萃取與反萃取,通過液膜傳遞從而達(dá)到分離和濃縮的目的。液膜脫酚的過程為:乳狀液通過攪拌形成許多細(xì)小的乳狀液滴,分散在含酚廢水中。這時(shí),內(nèi)水相為Na OH水溶液,外相為含酚廢水。液膜內(nèi)水相與外相相隔開。廢水中酚能透過液膜進(jìn)入內(nèi)水相,作為弱酸與Na OH反應(yīng)生成酚鈉,而酚鈉不溶于油,而向水相(封閉相)進(jìn)行擴(kuò)散所以不會返回外水相而擴(kuò)散到被處理的廢水中,這樣就可以達(dá)到分離之目的。液膜法工藝分為制浮、摘觸、破乳三步。這具有工藝簡單、高效快速、選擇性高、分離效率高、乳液經(jīng)破乳后可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。液膜法適用于對高低濃度含酚廢水的處理,除酚率可達(dá)99.9%,有報(bào)道對含酚10—47g/L以下。近年來國同內(nèi)外對液膜法處理含酚廢水的研究取得了不少進(jìn)展。九十年代初我國建成了50t/d的高濃度含酚廢水的液膜處理工業(yè)裝置已用于塑料廠、石化廠等含酚廢水廠的治理。近年發(fā)展了選擇轉(zhuǎn)基塔之最佳轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)廢水及乳液之流量進(jìn)行分離,經(jīng)液膜處理,廢水含酚量可下降到0.5×10-6以下等工藝.但由于液膜法操作技術(shù)要求高,液膜的穩(wěn)定性總是還未徹底解決,工業(yè)上還未能廣泛地推廣應(yīng)用這一新技術(shù)。據(jù)報(bào)道,液膜穩(wěn)定性的問題最近已基本解決,廣泛應(yīng)用這一技術(shù)為期不遠(yuǎn)了。
2.化學(xué)法
化學(xué)處理方法是利用物質(zhì)之間的進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法,對石油化工廢水的處理,是一種前景廣闊的高效率的方法。在化學(xué)法中,常用的有中和法、沉淀法、氧化法、還原法、電解法、光催化法等。
2.1沉淀法
在廢水中添加化學(xué)物質(zhì),使之與酚產(chǎn)生沉淀。方法簡、經(jīng)濟(jì),但處理后,廢水含酚濃度似較高,如果與其它方法一起用,效果就更好。最近發(fā)展起來的共縮聚法是化學(xué)沉淀法中的一種有效除酚方法。在高濃度含酚廢水中加甲醛并在酸性或堿性催化劑存在下調(diào)整酚醛摩爾比,將廢水中酚縮聚成為低分子熱塑性或熱固性樹脂即為酚醛縮聚法。分離樹脂后,廢水再加尿素進(jìn)行二步反應(yīng),殘?jiān)鼮闊o害物,可以廢棄或焚燒。處理前廢水含酚濃度可高達(dá)30000mg/L以上。處理后放入廢水沉降過濾池,待取樣化驗(yàn)合格后即可以排放,然后清理池內(nèi)濾渣,使用酚醛尿縮聚法時(shí),要調(diào)節(jié)廢水中酚:醛:尿=1:3:1和PH=9.7-10.0,加熱制成酸性樹脂并回收甲醛處理后的廢水含酚量可降到(10-50)×10-6,再經(jīng)生物處理或稀釋,使之達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
還有一種是酸煮沉淀法,它是在含酚的廢水中鹽酸加熱進(jìn)行縮聚反應(yīng),回收樹脂,使含酚量由原來的3%下降到萬分之一。
2.2氧氣法
在廢水中添加氧化劑,如Cl2,ClO2,O3,H2O,KmnO4等,使酚氧化分解,同時(shí)也氧化水中的還原性性質(zhì);瘜W(xué)氧化劑資源少,價(jià)格貴。通常用于低濃度含酚廢水的處理。
2.3電解法
在廢水中加入適量電解質(zhì),在電解過程中,通過復(fù)雜的氧化過程,達(dá)到凈化酚的目的。其特點(diǎn)是:不需使用氧化劑、還原劑等化學(xué)藥品,可省掉后處理;其次是單位體積設(shè)備處理能力大;再者,利用電流和電壓的變化很容易控制反應(yīng)速度和類型,操作也很簡單。但電解法只適用于低濃度含酚廢水的深度處理,能耗及處理費(fèi)用較高,也引起一些副反應(yīng)等。
2.4光催化法
此方法是用國內(nèi)新開發(fā)的一種處理含酚廢水的技術(shù),其特點(diǎn):可處理較高濃度的含酚廢水;降解速度快,無二次污染;催化劑價(jià)廉易得;可回收反復(fù)使用,運(yùn)行費(fèi)用低;設(shè)備簡單、投資少、效果好等,光催化法主要是處理共縮聚法回收樹脂后的低濃度的含酚廢水,在其中加入光催化劑,用光照射(紫外光或陽光)然后加熱淚盈眶到600C攪拌通空氣后兩小時(shí)后取樣測定,含酚量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后即可停止反應(yīng)。催化劑經(jīng)回收后可循環(huán)使用。
含酚廢水主要來自石油化工廠、樹脂廠、塑料廠、合成纖維廠、煉油廠和焦化廠等化工企業(yè)。它是水體的重要污染物之一。由于工業(yè)門類、產(chǎn)品種類和工藝條件不同,其廢水組成及含酚濃度差別較大,一般分為酸性、堿性、中性含酚廢水和揮發(fā)、非揮發(fā)性含酚廢水。
酚類化合物是一種原型質(zhì)毒物,所有生物活性體均能產(chǎn)生毒性,可通過與皮膚、粘膜的接觸不經(jīng)肝臟解毒直接進(jìn)入血液循環(huán),致使細(xì)胞破壞并失去活力,也可通過口腔侵入人體,造成細(xì)胞損傷。高濃度的酚液能使蛋白質(zhì)凝固,并能繼續(xù)向體內(nèi)滲透,引起深部組織損傷,壞死乃至全身中毒,即使是低濃度的酚液也可使蛋白質(zhì)變性。人如果長期飲用被酚污染的水能引起慢性中毒,出現(xiàn)貧血、頭昏、記憶力衰退以及各種神經(jīng)系統(tǒng)的疾病,嚴(yán)重的會引起死亡。酚口服致死量為530mg/kg(體重)左右,而且甲基酚和硝基酚對人體的毒性更大。據(jù)有關(guān)報(bào)道,酚和其它有害物質(zhì)相互作用產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),變得更加有害,促進(jìn)致癌化。
含酚廢水不僅對人類健康帶來嚴(yán)重威脅,也對動(dòng)植物產(chǎn)生危害。水中含酚含量達(dá)到10-6—2×10-6時(shí),魚類就會出現(xiàn)中毒癥狀,超過4×10-6—1˙5×10-5時(shí)會引起魚類大量死亡,甚至絕跡。如果使用含酚廢水灌溉農(nóng)田,則會使農(nóng)作物減產(chǎn)或枯死。含酚廢水的毒性還可抑制水體中其它生物的自然生長速度,破壞生態(tài)平衡。
毫無疑問,含酚廢水排入水體或用于灌溉均需經(jīng)過治理處理,使之符合達(dá)到國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。
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