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高浓度含酚废水的处理方法

查荣荣 2019-02-18 2330 107

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根据我国目前聚碳酸酯的生产水平,每生产1吨产品会产生6-8吨的高盐有机含酚废水。废水中pH值高、组份较为复杂、含盐量高、酚含量超标、COD值较高,不能达到国家污水排放标准。为了提高整体环境和经济效益,本文重点研究了高浓度含酚废水的处理方法。

摘要:根据我国目前聚碳酸酯的生产水平,每生产1吨产品会产生6-8吨的高盐有机含酚废水。废水中pH值高、组份较为复杂、含盐量高、酚含量超标、COD值较高,不能达到国家污水排放标准。为了提高整体环境和经济效益,本文重点研究了高浓度含酚废水的处理方法。

酚类污染物是有机污染物中毒性很强的一种,不仅可以直接危害人类健康,而且对生态环境破坏较大。当作用于人体时,酚类化合物会与细胞浆中的蛋白质发生化学反应,形成不溶性蛋白质影响细胞活力,严重的会造成脊髓刺激,导致全身中毒。当酚类污染物不加处理直接排放到土壤或水环境后,土壤可以吸附部分污染物,形成溶解性物质,长期残留在土壤及水环境中。酚类污染物会导致土壤或水体结构、组分及酸碱度发生变化,会引起水体富营养化,抑制水体和土壤中动物、植物和微生物的生命活动,使植物和动物陷入生态危机并引发生态灾难。因此,开发有效的酚类废水处理技术尤为重要。

化学法及物化法为高浓度含酚废水的主要处理方法

随着环境科学的发展,处理高浓度含酚废水(酚大于1000mg/L)的技术越来越成熟,目前主要的处理技术有化学法和物化法。

当化学处理含酚废水时,通常的方法是缩聚法。缩聚法是在一定的压力和温度条件下,甲醛和苯酚通过催化剂反应形成酚醛树脂。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(我国工业废水中酚含量不得高于5mg/L)。

当物理化学方法用于处理含酚废水时,常用的方法包括萃取、吸附、液膜和蒸汽脱酚。

萃取法常用的萃取剂有丁醇、苯等,为了有效提取酚类化合物,最广泛使用的提取剂是磷酸三丁酯(TBP)、三辛基氧化膦(TOPO)和N,N-二(1-甲基庚基)乙酰胺)(简称N-503)等。其中,N-503是一种常用的高效脱酚萃取剂,萃取分配系数大,萃取率95%以上。但是,经过萃取后的废水中苯酚的含量仍然高于排放标准,同时废水中的萃取剂,也会对环境造成二次污染。因此,N-503萃取方法仅对高浓度含酚废水进行第一阶段回收处理。为了满足废水中酚类物质的排放标准,仍然需要进行二次生化处理。基于通过萃取处理废水的方法,相关学者提出了一种协同络合萃取方法,开发了四种新的HC提取剂。其中,HC-3和HC-4萃取剂的萃取效果显着,可将废水中的苯酚含量降至10mg/L以下。

吸附法常用的固体吸附剂有磺化煤、活性炭等,树脂吸附剂主要使用大孔树脂。研究表明,多孔聚合吸附剂对苯酚的吸附效果较好,除酚效率高,且大孔树脂吸附为当前含酚废水处理的常用且高效方法。目前,GDX系列、H系列和NKA系列树脂已在国内开发,其性能已接近或超过国外产品,应用普遍的吸附剂有DA-201、H-103、NKA-2型树脂。H-103大孔树脂采用二次交联法制备,比表面积大,平均孔径可达90。该吸附剂吸附能力强,处理含酚废水效果好。用DA-201大孔树脂处理经预处理的含酚量高达8000mg/L~40000mg/L的废水时,苯酚含量可降至0.5mg/L以下,符合国家排放标准。

另外,聚乙烯醇纤维(PVAF),活性炭纤维(ACF)等也可用作高浓度含酚废水处理的吸附剂。其具有特有的微孔结构、带有多种官能团和巨大的比表面积等特征,促使该类吸附交换容量大、再生速度快。苯酚在PVAF上的吸附容量可高达95%,二次吸附苯酚的去除率可达99.99%。

液膜法起源较早,国内外对其分离技术的研究较多。处理后,水中苯酚的量可降至小于0.5mg/L,不会发生二次污染。目前,该方法主要用于处理双酚A和焦化废水。

蒸汽脱酚法的实质是酚与水蒸汽形成共沸混合物,水中的酚转入蒸汽中而使废水得到净化,再用碱液洗涤含酚蒸汽以回收酚,脱酚率约80%左右。

表1 高浓度含酚废水处理技术的优缺点比较

(数据来源:中国知网)

结语

高浓度含酚废水处理技术种类繁多且日趋成熟。仅采用一种方法往往很难达到预期,所以要将几种技术联合使用以达到既经济又高效的效果。


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