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含酚廢水的處理

文章出處:未知發表時間:2021-07-03 15:37:32

一、含酚廢水來源及其危害
        焦化廠、煤氣廠、煤氣發生站產生大量含酚廢水,酚濃度達1000~3000 毫克/升,還含有油、懸浮物、硫化物、氨氮、氰化物等污染物。石油煉制廠、頁巖煉油廠、木材防腐廠、木材干餾廠,以及用酚作原料或合成酚的各種工業,如樹脂、合成纖維、染料、醫藥、香料、農藥、炸藥、玻璃纖維、油漆、消毒劑、上浮劑、化學試劑等工業生產過程中都可產生不同數量和性質的含酚廢水。
        由于工業門類、產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、非揮發性含酚廢水。
       酚類化合物是一種原型質毒物,所有生物活性體均能產生毒性,可通過與皮膚、粘膜的接觸不經肝臟解毒直接進入血液循環,致使細胞破壞并失去活力,也可通過口腔侵入人體,造成細胞損傷。高濃度的酚液能使蛋白質凝固,并能繼續向體內滲透,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變性。人如果長期飲用被酚污染的水能引起慢性中毒,出現貧血、頭昏、記憶力衰退以及各種神經系統的疾病,嚴重的會引起死亡。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。據有關報道,酚和其它有害物質相互作用產生協同效應,變得更加有害,促進致癌化。
        含酚廢水不僅對人類健康帶來嚴重威脅,也對動植物產生危害。
        含酚廢水不經處理排入水體,會危害水生生物的繁殖和生存。水體含酚0.1~0.2毫克/升,魚肉就有酚味;含酚1毫克/升會影響魚產卵和回游,含酚5~10毫克/升,魚類就會大量死亡。飲用水含酚,能影響人體健康。即使酚濃度只有0.002毫克/升,用氯消毒也會產生氯酚惡臭。農作物經高濃度含酚廢水灌溉,會枯萎死亡。
 
二、含酚廢水的處理方法
       含酚廢水由于來源不同,其水中酚的種類和濃度也不同。實際含酚廢水的處理,常按酚濃度的高低,分為高濃度、中等濃度和低濃度含酚廢水,選擇合適的處理方法。

(一)高濃度含酚廢水的處理方法
        對高濃度含酚(酚大于1000毫克/升)廢水通常先進行回收,再進行無害化處理。 從高濃度含酚廢水中回收酚的方法主要有溶劑萃取法、蒸氣吹脫法和縮聚法。
        1、溶劑萃取法
        溶劑萃取脫酚法是工業上常用的一種脫酚方法。萃取法適合于從高濃度含酚廢水中(酚濃度﹥1000mg/L)回收酚類物質。不僅可回收揮發酚,也可回收不揮發酚。酚是一種重要的化工原料,通過治理含酚廢水,將酚回收,具有一定的經濟意義。
        萃取脫酚常用的萃取劑是苯、重苯、重溶劑油、聚代乙酰胺(N-503)、醋酸乙酯、異丙醚、苯乙酮、磷酸三甲酚等。其中N-503萃取劑是一種常用的有效脫酚萃取劑,萃取分配系數大,萃取率95%以上。但是,經過萃取后的廢水中苯酚的含量仍然高于排放標準,同時廢水中的萃取劑,也會對環境造成二次污染。因此,N-503萃取方法僅對高濃度含酚廢水進行第一階段回收處理。為了滿足廢水中酚類物質的排放標準,仍然需要進行二次生化處理。因此,目前國內一般均采用萃取加生化或萃取加吸附等多級回收治理方法,使高濃度含酚廢水降到允許的排放濃度。
       萃取法處理含酚廢水過程:

                   含酚廢水+萃取劑→廢水+萃取劑-酚    (萃取)
                   萃取劑-酚+NaOH→萃取劑+酚鈉        (反萃取)
                  酚鈉+酸(或CO2)→粉酚+鈉鹽         (強酸置換弱酸)
 
        2、蒸氣吹脫法 
         蒸汽脫酚法采用較早的脫酚方法,操作簡單,適用于處理含揮發酚為主的廢水,不適合不揮發酚類的回收。此法的實質在于酚與水蒸汽形成的共沸的混合物,水中的酚轉入蒸汽中而使廢水得到凈化,再用堿液洗滌含酚蒸汽以回收酚,脫酚率約80% 左右。
        回收揮發性酚類時,要將廢水pH值調節到4左右,以使廢水中的酚鹽轉化為酚;并加藥劑(如硫酸銅)沉淀硫化物,不讓硫化氫混入揮發酚。回收設備可選用水蒸氣蒸餾裝置。
        3、縮聚法
         在高濃度含酚廢水處理方法中化學處理時,采用的方法是縮聚法。縮聚法是在一定的壓力和溫度條件下,甲醛和苯酚通過催化劑反應形成酚醛樹脂。產物經固液分離后,對含酚量已下降到一定濃度的二次廢水采用固定床、動態逆流活性炭吸附處理,可使廢水含酚量達到排放標準(我國工業廢水中酚含量不得高于5mg/L)。
 
(二)中等濃度的含酚廢水的處理方法
          中等濃度含酚廢水,從經濟觀點來看這種濃度的酚,已沒有必要進行回收。含酚5~500mg/L的廢水,均屬于中等濃度含酚廢水。
         1、生物處理法
         在此類含酚廢水不雜有其他毒性物質(或已預先除去)的情況下,廣泛采用生物法進行處理。生物法包括:氧化塘、生物濾池和活性污泥法等。
         ①活性污泥法:處理效果好,費用較低。隨活性污泥生物學研究的進展,活性污泥培育技術的提高,特別是高效破酚菌種的馴化和應用,以及新型高效能裝置的出現,使此法成為處理各種含酚廢水的主要方法。除酚效率可達到95~99%。
          ②生物濾池法:對負荷變動的適應性強,操作管理簡單近年來出現了塑料濾料濾池、塔式生物濾池、生物轉盤等,克服了普通濾池占地面積大、處理效率低的缺點,已應用于焦化廠、煤氣廠、化學纖維廠的含酚廢水處理。
         ③氧化塘法:利用自然生物作用進行凈化。美國使用較多,用于處理煉油廠、焦化廠等的含酚廢水。此法處理費用低,但占地面積大,如具備土地條件,可考慮采用。
          2、吸附法
          吸附法常用的固體吸附劑有磺化煤、活性炭等,樹脂吸附劑主要使用大孔樹脂。其中活性炭吸附法,可與生物法相競爭,它具有不受負荷波動影響而效果始終一致的優點。
         3、氧化法
         氧化法是向含酚廢水中添加強氧化劑或采用其他氧化工藝,將廢水中的酚氧化成二氧化碳和水,實現降低廢水中酚含量的目的。常用的氧化法有化學氧化法、催化氧化法、電解氧化法、光氧化法、超臨界氧化法、超聲氧化法等。化學氧化法采用的強氧化劑主要有:雙氧水、Fenton試劑、二氧化氯、臭氧等。
 
        采用氯化加石灰的方法,酚的去除率可幾乎近100%。氯化時需加入高濃度的氯,以便把酚除盡。氯化時必須在pH﹤7下才能進行完全,否則會產生有毒的氯酚。用此法處理含殘留酚5mg/L的再生膠廠廢水,可得無殘留酚的排水。
 
(三)低濃度含酚廢水的處理方法
         低濃度含酚廢水一般也采用生物化學法,生物處理通常能把酚類濃度降低到0.5~1mg/L。
         經生物法處理后含酚廢水,可采用吸附法、氧化法、離子交換法、混凝沉淀法等進行深度處理,使廢水中的酚含量達排放要求。
 

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