含酚废水有何危害，怎样处理?
时间:2018-10-10 17:20 来源:未知 作者:admin 点击:次
酚废水主要来自焦化厂、煤气厂、石油化工厂、绝缘材料厂等工业部门以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酰胺纤维、合成染料、有机农药和酚醛树脂生产过程。
酚废水危害
酚废水中主要含有酚基化合物，如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。酚基化合物是一种原生质毒物，可使蛋白质凝固。水中酚的质量浓度达到0.1一0.2mg/L时，鱼肉即有异味，不能食用;质量浓度增加到1mg/L，会影响鱼类产卵，含酚5—10mg/L，鱼类就会大量死亡。饮用水中含酚能影响人体健康，即使水中含酚质量浓度只有0.002mg/L，用氯消毒也会产生氯酚恶臭。
酚废水处理原则：
① 对高浓度的含酚废水，首先应考虑将酚加以回收利用;
② 对含酚浓度较低、无回收价值的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，做到达标排放，以实现经济效益与环境效益的统一。
酚废水处理方法
1、化学法处理
1.1 缩聚法
反应原理是在一定的温度、压力条件下，苯酚与甲醛经催化剂的作用，反应生成酚醛树脂。产物经固液分离后，对含酚量已下降到一定浓度的二次废水采用固定床、动态逆流活性炭吸附处理，可使废水含酚量达到排放标准。该法具有占地面积小、流程简单、处理效果稳定等特点。目前，一些树脂厂、塑料厂、石化炼油厂之“碱渣”及一些高浓度亚硝基苯酚废水的处理均已使用本法。有的树脂厂采用预处理—吸附—氧化三级处理法，对酚醛废水进行综合利用，效果显著。
1.2 氧化法
在废水中添加化学氧化剂，使酚分解，同时也使水中的还原性物质被氧化。该法多用于低浓度含酚废水(<1 000 mg/L)的处理。常用化学氧化剂有臭氧、高锰酸钾等。苗秀生等运用衍生化气相色谱和GC/MS法对黄磷诱发氧化水中苯酚的降解产物进行了定性、定量分析。在潮湿的环境中，黄磷可与氧进行岐链反应，产生大量的O，O3，PO，PO2等活性物，它们能降解和破坏污染物。在合适的反应条件下，苯酚去除率可达95%以上。
2、物化法处理含酚废水
2.1 萃取法
常用萃取剂有苯、丁醇等。
目前使用较多的有N-503、TBP及TOPO等。其中N-503是一种最常用的高效脱酚萃取剂，它对酚的萃取分配系数大于苯及其它萃取剂。单级萃取率可达95%以上。但萃取后的废水含酚量仍不符合排放标准，且在废水中含微量萃取剂，可能造成二次污染。因此，N-503萃取法对高浓度含酚废水，仅作为一级回收处理;欲使废水达到排放标准，须进行二级生化处理。葛宜掌等进一步提出了用协同—络合萃取法回收含酚废水中的酚类方法。在此方法理论的基础上，开发了4种HC新型萃取剂。其中使用HC-3和HC-4萃取剂单级萃取可使废水中酚的含量降至10mg/L以下，除酚率可达99%以上。
2.2 吸附法
目前较广泛采用的固体吸附剂有活性炭、磺化煤等。
树脂吸附主要采用大孔径树脂作吸附剂。近来，有人研究了在丙烯酸基质中的多孔聚合吸附剂对酚的吸附，显示出更好的除酚效率。国内目前也相继开发出H系列、GDX系列、NKA系列树脂，其性能已接近或超过国外产品。使用较普遍的有H-103、NKA-2、DA-201型树脂等。H-103型大孔树脂是采用二次交联合成法制成的，其比表面积达1 000m2/g，平均孔径90。利用其对苯酚分子产生较大的范德华力，且有较强的吸附能力，可用来处理含酚废水。用DA-201大孔树脂处理从酚醛树脂和环氧树脂生产中排放的含酚量高达8000mg/L~40000 mg/L的废水，经预处理后，含酚量可降至0.5mg/L以下，符合国家排放标准。
活性炭纤维(ACF)、PVA阳离子交换纤维等也可用于高浓度酚的吸附。其特征是具有巨大的比表面积、特有的微孔结构及带有多种官能团。吸附再生速度快，交换容量大。如PVAF对苯酚吸附量可达95%以上，二次吸附苯酚去除率可达99.99%。
2.3 液膜法
本法自1968年N.N.Li首创液膜技术以来，国内外对其分离技术进行了不少研究。对含酚量为上千mg/L的酚醛树脂废水，经处理后，可达到国家排放标准，且无二次污染。目前，该法主要用于焦化废水、双酚A废水等的治理上。
2.4 蒸汽脱酚法
挥发酚可与水蒸汽形成共沸混合物。利用酚在两相中平衡浓度的差异，在强烈对流中，酚由水相转为气相，从而可使废水得以净化。并可以利用碱液回收粗酚。本法主要用于高浓度挥发酚的处理上，且回收酚的质量好，不带进其它污染物。
3、生化法处理含酚废水
生化法是利用微生物净化废水的方法。废水中含酚浓度在50mg/L~500mg/L时，适用于生化法处理。采用生化法时要注意废水中不得含有焦油或油类物质，否则会使微生物死亡。
3.1 活性污泥法
活性污泥法是一种以活性污泥为主体的废水处理方法。该法目前已成为焦化、煤气、炼油、染料等工业废水治理的主要方法。
优点：设备简单、处理效果好受气候条件影响小等。
缺点：预处理要求高、运行开支较大。满春生等从生化反应的动力学理论出发，研究了温度对提高活性污泥法处理含酚废水的效果。结果表明：当水温由20℃~25℃升至50℃~55℃时，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，将光合细菌(PSB)固定于活性污泥上经驯化培养后，在好氧条件下处理含酚废水，可明显提高去酚能力，并可减少菌体流失。具有抗冲击力强，对温度pH值适应范围广等特点。
3.2 生物膜法
生物膜是一种生长在固定介质表面上，由好氧微生物及其吸附、截留的有机物和无机物所组成的粘膜。在处理废水时，废水流过生物膜，借助于生物膜中微生物的作用，在有氧存在的条件下，氧化废水中的有机物质，经处理后的污水可以排放或作污水灌溉。
具体的应用方式有生物滤池法、生物转盘法、接触曝气法等。近年来，我国生物膜法的研究开发着重于基础和应用两个方面，主要内容有：生物膜法的动力学模式研究;新的填充料的开发研究;接触曝气法“无污泥低氧”运转控制研究;在工业废水中处理的应用。
3.3 生物接触氧化法
又称ASFF法该法兼有生物膜法和活性污泥的优点。自1980年以来，在我国得到较为广泛的应用。尤其在染料废水的处理中已取得良好的效益。本法采用人工曝气，填料完全浸没在污水中的手段，使微生物以固定生物膜的形态附着于填料表面，与所需净化的污水相接触，从而对水中有机污染物进行降解与转化。采用多段ASFF法处理含酚废水。当酚浓度为190mg/L~900mg/L，水力负荷为0.02m3/m2/d~0.22m3/m2/d，水温为20℃时，酚去除率可达99.99%。
3.4 厌氧法
除了用好氧法处理含酚废水外，近年来，厌氧法的研究也取得了肯定的成果。研究人员在对焦化废水的厌氧生物处理的试验中发现：焦化废水中的甲酚及二甲酚等对厌氧微生物有抑制作用。因此，厌氧处理一般采用颗粒活性炭(GAC)滤床或流化床、GAC膨胀床等。废水中大部分抑制性有机物首先被吸附在GAC上，从而降低了对厌氧微生物抑制作用。用该法处理废水的主要问题在于：COD，TOC的去除率不高，一般在70%左右、GAC饱和较快，使用周期短，再生也有一定的困难、处理的时间比较长。
除上述外，用于处理低浓度含酚废水的方法还有电解法、温法氧化法、光催化氧化法及酶催化氧化法等。
氧化处理技术
湿式催化氧化法
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。若配合使用H2O2、O3等氧化剂，则可加大自由基产生的速率，进一步提高废水处理能力。以Cu(NO3)2为催化剂，湿式氧化处理煤气含酚废水(酚7866mg/L,COD22928mg/L)时，酚、氰、硫的去除率达100%，COD去除率达65%~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，对设备要求高(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氧化法推广应用中要解决的重要课题。
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。目前研究较多的是非均相半导体光催化氧化法和均相光氧化法两大类。非均相半导体光催化氧化法一般可使有机物完全降解，如用TiO2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%。
常用的均相光氧化体系有：UV/O3、UV/H2O2、UV/Fenton、UV/H2O2/草酸铁络合物等。其中在含酚废水处理中应用较多的是Fenton试剂，光Fenton氧化法可在较短时间内将酚完全分解，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。
从经济上考虑，光氧化法适于低浓度、少量废水的处理;对有机物浓度较高的废水，单纯采用光氧化法能耗高、氧化剂用量大，在经济上是不可行的。用太阳光代替人工电光源，可节省能源、降低成本，具有广泛的应用前景，但是如何提高太阳光的光效率仍是研究的热点。
超临界水氧化法
它利用超临界水(Tc≥374℃,Pc≥22.1Mpa)作为氧化有机物的介质，使气体、有机物完全溶于废水中，气液相界面消失，形成均相氧化体系，大大提高了反应速率，许多有机物在极短时间内就可完全分解，被氧化成H2O、CO2、N2及其他无害小分子，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器材的腐蚀，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。
超声波化学氧化法
超声波化学氧化法是20世纪80年代后期新发展起来的一种有机污染物高效处理技术，其原理是利用超声波辐照溶液产生高温(>5000K)的空化气泡及强氧化性物质，使难降解有机物在此条件下完全氧化降解、无二次污染。但与其他水处理技术相比，超声辐射降解法仍存在处理量少、费用高的问题，目前仍属探索阶段，其工业化应用还有许多尚需解决。
考虑到含酚废水的复杂与多样性，单纯采用一种方法往往难以达到预期目的，因此要考虑几种技术的联用以实现高效、经济的目的。 |
