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含氯苯及多氯苯廢水處理技術 烏魯木齊廢水處理公司

文章出處:未知發表時間:2022-01-13 14:10:04


 

圖片22 

  氯苯類化合物是一種在農業、工業和醫藥等方面應用普遍的化工原料,大多數染料/制藥化工廢水中均含有此類物質。氯苯類化合物具有很強的毒性,可以作用于人的體表和呼吸道,刺激人的皮膚和粘膜,還能在人體內富集,對神經系統產生抑止,嚴重者會損傷肝臟和腎臟。因其具有化學性質穩定、毒性強、自然環境中難以降解的特性,在我國廢水排放規范中遭到嚴厲管控。

 

  本文引見了近年來國內外含氯苯及多氯苯廢水處置的研究發展現狀

 

  一、吸附法

 

  活性炭是一種常用吸附劑,氯苯可用活性炭吸附的辦法去除。當廢水中的氯苯濃度為100~150mg/L時,采用生化法處置是不適合的,由于在活性污泥法曝氣時,氯苯極易解吸而擴散到空氣中,在這種狀況下用活性炭吸附法處置為宜。用粒徑為300μm的低密度聚乙烯顆粒能夠從廢水中吸附去除鄰二氯苯。Chambers DB等在25℃條件下,經過低密度聚乙烯吸附劑吸附含85mg/L的鄰二氯苯廢水,2min內即獲得良好的效果,這種辦法同樣適用于其它有機鹵化物。

 

  此外,廢水中的氯苯還可用聚氨酯膜吸附去除。粉狀丁二烯-丙烯的共聚物或丁二烯-苯乙烯的共聚物經交聯或不經交聯均可用來吸附廢水中的鄰二氯苯及氯仿等。

 

  二、萃取法

 

  Radvinskii MB等發現,當氯苯濃度較高時,可先用二氯甲烷萃取(水與二氯甲烷之比為5:1)2min,氯苯的濃度可降低到2~3mg/L,該低濃度的剩余氯苯可用1m長的柱子以5m/h的速度經過活性炭吸附而去除,1kg活性炭可去除2.730kg氯苯。廢水萃取后留下的二氯甲烷能夠用16.5L/min的曝氣強度處置15min去除。

 

  氯苯還可用脂肪油或石蠟萃取法從廢水中去除。MindermannF等發現,將含有300mg/L氯苯的廢水經過石蠟屑時,廢水中僅余下100mg/L的氯苯,假如事前在廢水中混入800mg/L的壬基苯基聚乙二醇醚,氯苯的剩余量還可進一步降低到10mg/L以下。

 

  三、氣提、蒸餾法

 

  當廢水中含有沸點低于水,或易揮發,或與水能構成最低共沸物的有機物質時,可用蒸餾、汽提或吹脫法處置。

 

  含苯及氯苯的廢水能夠用空氣氣提法實施處置,氯苯生產中的非酸性有機廢水也可采用共沸蒸餾的辦法實施處置,這類辦法可從廢水中回收二氯乙烷、三氯乙烯、過氯乙烯及氯苯等。Fuji等將含有650mg/L氯苯的廢水在汽液混合器中與來自蒸餾塔的蒸汽接觸,從混合器的底局部出有機相,再在蒸餾塔中蒸餾出水相,并在底部堅持恒溫102℃,最終出水中檢測不到有機物。KisarovVM等運用共沸精餾法處置廢水中的氯苯,可使水中的氯苯從500mg/L降低到1mg/L,用該辦法處置1t廢水耗電0.3kW,耗費蒸汽120kg

 

  此外,在處置含氯苯廢水時,可先用曝氣的辦法吹脫,使氯苯減少97%,再用活性炭吸附空氣中的氯苯,也可將吹脫氣體實施燃燒處置。在采用吹脫法處置含鹵烴廢水時,其逸出的氣體應采用吸附劑吸附回收,以免污染大氣。

 

  另外,對二氯苯的生產廢水能夠采用重力別離原NMC(中和、混凝、吹脫)工藝實施處置。高春風等實驗發現,將廢水靜置分層50~60min,酸堿中和至pH=7PAM投加量為50~75mg/L,反響溫度為50℃~55℃,反響時間為60min。廢水經處置后,苯和氯苯濃度可分別降至1.00mg/L1.10mg/L,且可回收90%以上的苯和氯苯。

 

  四、膜法

 

  反浸透技術是在高于溶液浸透壓的作用下,根據其他物質不能透過半透膜而將這些物質與水別離。應用反浸透法別離水中苯和氯苯類化合物具有良好的效果,所用的膜有MGA-100、改性聚乙烯、賽璐玢、醋酸纖維素、合成皮革、氯化聚氯乙烯以及其它特種膜等。當廢水中氯苯含量為10~2213mg/L,并有小于360mg/L的無機鹽及其它有機物存在時,反浸透系統的壓力需5~10MPa,氯化聚氯乙烯膜對氯苯的去除選擇率到達100%,氯苯可從原來的140mg/L降低四處理后的0.7mg/L,膜的運用壽命約為200h

 

  廢水中的苯、氯苯、鄰二氯苯、間二氯苯、對二氯苯、1245-四氯苯及六氯苯等可用醋酸纖維膜或芳香聚酰胺膜實施反浸透處置,回收率普通在30%~40%之間。馮偉明等研討發現,芳香聚酰胺膜的各項性能均優于醋酸纖維膜。

 

  近年來實驗研討標明,也能夠用二步膜法處置去除氯苯。許振良等用聚氨酯膜二次處置含氯苯6~300mg/L的廢水,第一次能夠去除75%~99%,二次處置后的去除率可達99%~100%。許振良以十六烷基氯化吡啶(CPC)作為外表活性劑,應用聚醚酰亞胺(PEI)中空纖維超濾膜,實施膠束強化超濾處置,當CPC濃度在3.1~18.6g/L,氯苯濃度為0.45g/L時,CPC的截留率可大于95%,而氯苯的脫除率可達98.0%以上,采用去離子水對膜清洗1h后,膜純水通量恢復率可達95%

 

  五、氧化復原法

 

  對高COD值的含鹵烴廢水還可用常規的濕式氧化法處置。研討發現,鄰二氯苯可在200℃~320℃下用濕式氧化法從水中去除。催化劑對濕式氧化法具有明顯的促進作用,GreenML等發現,一種新的銅及氯催化劑可在300℃~500℃及過量空氣存在下,將二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳及12-二氯苯氧化合成成一氧化碳、二氧化碳、氯化氫及氯氣,且氧化過程中催化劑不易失活及流失。高級氧化法中的超臨界水氧化法也能夠用來處置含氯苯化合物。

 

  此外,光催化氧化法也具有良好效果。KawaguchiH等實驗標明,氯苯可在二氧化鈦/模仿日光下合成,其中間產物為三種氯酚異構體,氯代氫醌及羥基氫醌。

 

  呂錫武等用紫外-微臭氧技術處置自來水中常見的三氯甲烷、四氯化碳、鄰二氯苯、對二氯苯、124-三氯苯及六氯苯。與紫外-臭氧技術相比,效果根本相等,但設備簡單,運轉費用低,更易于推行。潘理黎應用高壓電暈與臭氧的協同作用途理含間二氯苯廢水,廢水呈酸性或堿性時處置效果優于中性,廢水初始pH=6,電壓為30kV,頻率為80Hz時,間二氯苯的處置效率到達88.2%TOC降解率為41.3%。二者協同處置間二氯苯的效果優于兩種辦法單獨運用

 

  實驗標明,水中的鹵烴也可用電解氧化及輻射的辦法處置。Miyata等用0.5Mrad60Co處置20mL氯苯溶液,廢水TOC值為107.5mg/L,然后參加0.5mL0.05%的聚丙烯酰胺及1.5mL硫酸鐵溶液,攪拌10min,沉降2h,經處置后,廢水上清液的TOC降為22.6mg/L

 

  TakaiY等處置含氯仿、四氯乙烯及二氯苯等的廢水,應用過氧化氫實施光合成,過氧化氫/氯仿的摩爾比為4.51pH控制在7.9以內,過量的過氧化氫可用活性炭合成去除,出水中的氯仿濃度低于0.3mg/L

 

  PintoD等用UV、過氧化氫處置12-二氯苯,如只用UV不用過氧化氫,光照3h后可降解30%,當過氧化氫存在時,其降解速率為不加過氧化氫的二倍,這是由于二氯苯分子同時遭到羥基游離基及光子的作用,當沒有UV,只要過氧化氫時,二氯苯簡直不降解。

 

  徐新華等發現,廢水中的對二氯苯能夠用Pd/Fe雙金屬體系實施快速催化復原脫氯降解,在Pd的催化作用下,零價Fe具有較好的復原脫氯效率。當Pd/Fe雙金屬的鈀化率為0.02%,催化復原劑的用量為4g/75mL,反響90min,對二氯苯脫氯率到達90%以上,在催化復原脫氯過程中先生成氯苯,然后繼續脫氯生成苯。

 

  王艷麗應用束流為1mA、能量為1.5MeV的高能電子束輻照處置廢水中的鄰、間、對二氯苯,效果很好,鄰二氯苯、間二氯苯、對二氯苯的降解率為50%時所需劑量分別為38kGy35kGy46kGy。輻照降解過程中氯離子的質量濃度增加,輻照后溶液呈強酸性,pH2~3之間。

 

  近年來有研討發現,水溶液中鄰二氯苯也可用超聲輔助法去除。張選軍應用納米鐵協同超聲波降解一氯代苯廢水,反響20min時,納米鐵協同超聲波的降解率到達95%,而單純超聲波的降解率僅為10.8%

 

  六、生化法

 

  在生化處置工藝中,有不少鹵代物是能夠生化降解的,但也有一些是難以生化降解的。即便是能夠降解的鹵代物,其降解速率也是相對較小的。當鹵代烴與城市生活污水一同實施生化氧化時,芳香族或脂肪族的氯代物均能經脫氯而降解。能夠降解的鹵代烴有三氯丙烷、二氯甲烷、三氯乙烯、111-三氯乙烷等,而普通鹵代芳烴的降解性能較差。GomolkaB等發現,氯苯等易對活性污泥中的微生物產生抵御作用,而123-三氯苯及124-三氯苯僅能局部地發作生化降解。三氯乙烯可在好氧條件或厭氧條件下實施降解。芳環上增加鹵素會增加對微生物的抵御力,氯苯對活性污泥的活性具有不利的影響。含氯苯的廢水進入活性污泥處置設備后,會使活性污泥的生物氧化速度加快,但在5h后活性污泥的生化降解作用即明顯降落。而13-二氯苯則在進入活性污泥處置系統192h以內也可發作生化降解的阻攔作用。

 

  SanderP等發現,124-三氯苯及1245-四氯苯可用Pseudomonassp處置,其降解過程先對苯環實施二氧化構成二氫二醇,然后閉環構成346-三氯鄰苯二酚,再實施鄰位斷裂構成235-三氯-順,順-己二烯二酸,并作進一步的降解。

 

  KakiichiN等研討了鄰二氯苯對活性污泥的毒性。影響出水透明度的濃度為8mg/L,影響出水COD值的濃度是30mg/L,影響SS累積的濃度是150mg/L,抑止微生物生長的濃度是30mg/L,因而倡議在生化處置時,濃度不宜超越30mg/L

 

  DudnikovaRV等發現,124-三氯苯可用不經馴化的微生物來降解,其去除水平與生化器中停留時間、曝氣強度及其它要素有關。此外,一些鹵烴如三氯乙烯或氯苯能夠和其它有機物一同用活性污泥法處置。

 

  王永強等從遼河油田石油污染的土壤中挑選出一株高效降解氯苯的細菌,命名為WCB,當氯苯的質量濃度為50mg/L時,在溫度為30℃pH=7的條件下,24h內去除率到達93.2%。經過對菌落形態的染色察看及有關生理生化反響,初步審定該菌株為鏈球菌屬(Streptococcus)

 

  CarstenV等別離出五株微生物AcidovoraxfacilisB517CellulomonasturbataB529PseudomonasveroniiB547PseudomonasveroniiB549PaenibacilluspolymyxaB550,用來降解氯苯,其中間產物為3-氯鄰苯二酚。

 

  羅如新等從化工廠廢水處置廠活性污泥中別離得到一株能以氯苯為獨一碳源的細菌,革蘭氏陰性桿菌,兼性厭氧,初步審定為鄰單胞菌屬(Plesiomonas)。該菌在有氧狀況下18d內對氯苯的降解率為50%,在厭氧條件下18d內對氯苯的降解率為37.2%。不同底物實驗結果標明,該菌還能應用間氯酚、TCP24-D等二氯、三氯化合物,此外不經誘導抗汞才能達15mg/L

 

  WuXF等應用升流式鋁鹽絮凝化藻類光生化反響器處置含氯化物,如氯苯。氯苯的去除速率比2,4-二氯酚快。活的藻類生物體的降解才能比死的藻類強,能夠用CholrellaScenedesmus作降解微生物,并用間歇法處置(50mg/L100mg/L200mg/L的上述物質)或連續處置(1000mg/L),而以連續升流式生物反響的效果較好。

 

  七、結語

 

  近年來針對含氯苯及多氯苯工業廢水處理技術有許多報道,但很多處置辦法依然面臨一些問題,如吸附法將產生廢棄的吸附劑,需求實施二次處置,膜法需求對膜材質實施挑選,并評價膜運用壽命等。綜合筆者實踐經歷及文獻報道,倡議關于濃度較高的氯苯及多氯苯廢水,采用汽提/蒸餾或萃取等辦法對氯苯及多氯苯實施回收并資源化應用,而關于濃度較低的氯苯及多氯苯廢水(如氯苯及多氯苯回收后的低濃度廢水),采用生化處置法更為經濟。

 


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