吸附法处理含酚废水

作者：admin 发布日期：2020-07-26 21:39

一．含酚废水来源
大部分食品添加剂生产的过程中，需要使用到大量的含酚原材料，因此在这些食品抗氧化剂生产的过程中排出的废水会含有较多的酚类化合物。酚类化合物是被美国国家环保局列为129 种优先控制污染物之一，由于酚的毒性涉及性生物的生长和繁殖，污染饮用水源，会对水体造成严重污染，因此，含酚废水在我国水污染控制中被列为重点解决有毒有害废水之一。在实际含酚废水的处理中，对高浓度的含酚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，作到达标排放，以实现经济效益与环境效益的统一。

二．含酚废水的处理方法
1. 物理法
1）吸附法
吸附法能有效去除水中的剧毒和难降解的污染物，处理后出水水质好且比较稳定，无二次污染，因而吸附法在废水处理中有着不可取代的作用。这种方法是将活性炭、树脂等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤出去。活性炭吸附虽然吸附量大，但再生困难，因而其使用逐渐不为人们看好，处理后废水中含酚量远达不到排放标准，需进行二级处理。所以活性炭在处理高浓度含酚废水时受到了一定的限制。而大孔树脂是内部呈交联网络结构的高分子柱状体，具有优良的孔结构和很大的比表面积，并具有良好的疏水性。试验结果表明，一些大孔树脂对水中酚类物质的吸附量与活性炭相当，它对废水中的酚类物质可逆性好，对废水中酚的吸附率可达 95 %～99 %，酚类脱附回收率达 95 %以上。NaCl、NaOH 再生，解吸率近 100 %，可反复使用，且可回收酚类物质,经济效益远超过其它传统方法。
2）膜分离法
膜分离技术是近几十年发展起来的新型分离技术，具有低能耗、操作简单、可回收有用物质等优点。膜分离法是利用膜的微孔进行过滤，利用膜的选择透过性，将废水中的某些物质分离出来。其传质速率明显提高，甚至可以实现溶质从低浓度向高浓度的传递。使分离过程所需级数明显减少。
3）萃取法
萃取法主要是利用难溶于水的萃取剂与废水接触，使废水中的酚类化合物在总水相转移到溶剂相中，从而达到酚类物质与水分离的目的。萃取法主要是萃取剂和污染物分子络合，或是水中的污染物在载体的作用下透过很薄的膜层进入萃取内相而净化废水，在处理污染料废水方面有很好的效果，利用萃取法从废水中分离提取污染物，对于水溶性好的染料，可先用电泳萃取法萃取染料，后用萃取方法进行溶剂再生；而对油溶性好的染料，则可先用萃取进行染料回收，再用电泳萃取方法进行溶剂再生。萃取过程中可能存在着有机溶剂的溶解和夹带而流失到水相，造成二次污染。开发对污染物很好的选择性无毒性萃取剂是萃取法的关键所在。气提法是根据挥发性酚类化合物与水蒸汽形成共沸化合物，利用酚在两相中的浓度差将酚水分离，从而使水得以净化。高浓度的含酚废水用气提法处理，去除率在 80 %～85 %。此种方法可回收酚，效率高，操作简单，但对不挥发性酚不能使用。
2.化学法
1）湿式催化氧化法
湿式空气氧化法是在高温高压条件下，利用空气作为氧化剂将废水中的有机物氧化为 CO2 和 H2O 方法。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 H202、 03 等氧化剂，湿式氧化处理煤气含酚废水时，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，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剂法推广应用中要解决的重要课题。
2）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。目前研究较多是非均相半导体光催化氧化法两大类。光催化氧化法可以使有机物完全矿化，效率较高，经过一系列变化后产生氧化能力极强的 OH，氧化各种有机物，并使之矿化为 CO2。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 2 h，可使酚的去除率达到 100 %。但是该法还面临许多问题，如光量子效率低、反应器的设计、哭啼催化剂的回收和固定化技术以及催化剂的污染与活化等问题都有待于进一步解决。而加入 O3、H2O2、Fenton 试剂等氧化剂与光一起作用的均相光氧化法，起氧化能力和光解速率都远远超过单纯的半导体光催化氧化法，而且不存在催化剂的回收与固定、污染与活化等问题，因而是一种十分简便的废水处理技术，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。
3）超临界水氧化法
超临界水氧化法是一种新型、高效的废物处理技术，特别使用于高浓度、难降解有机物的处理。该法以超临界水为介质，利用水在超临界条件下，不存在气液界面传质阻力的特性，以提高反应速率，并通过氧化剂(空气、氧气和过氧化氢等)的作用。实现对污染物的氧化分解。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。
3.生物法
1）厌氧—好氧处理法
好氧或厌氧条件下生物降解有机物的能力都具有一定局限性，但采用厌氧-好氧组合工业，结果会有很大改善。采用厌氧-缺氧/好氧(A-A/O)工艺对焦化废水进行处理，不仅可除酚，出水的 COD 与 NH3-N 均可达标，是对现有焦化废水活性污泥法处理的一种有效改良。采用厌氧琨顶膜-好氧生物处理工业(即改进的 A/O 工艺)处理焦化废水，在去除酚与氰的基础伤，可大幅度降低 COD、NH3-N 等污染物，效果优于好氧生物处理。
2）活性污泥法
生物法中应用最广的首推活性污泥法，该法作为传统的比较成熟的废水生物处理技术，在水污染治理中发挥了重要作用，添加粉末活性炭的活性污泥法(PACT 工艺)，能大大增强酚的去除效率，可使出水酚的浓度降至 0.01 mg/L。在 PACT工艺中，由于活性炭对难降解有机物及微生物的吸收，延长了微生物的接触时间(相当于延长污泥龄)，增大了这些物质的生物降解机会，因而 PACT 工艺对含酚废水的去除效率比普通活性污泥法要高。
3）酶处理法
酶是一种高效专一的生物催化剂，自 20 世纪 80 年代起，开始了将酶技术用于废水处理的研究。选用适宜的酶来催化降解含酚废水已有报道，如用络氨酸酶可以使苯酚得到 100 %的降解；用辣根过氧化物酶处理含酚 330 mg/L 废水，酚去除率可达 97 %～99 %。但水溶性酶属一次性消耗，导致处理成本高，为此要解决的主要问题是降低成本、提高酶活性。
三．海普处理方案
江苏海普功能材料有限公司是一家专注于高性能吸附剂、催化剂及其工艺应用研发的高新技术企业。以自主研发的系列高性能吸附剂和催化剂产品为核心，配合自主开发的工艺技术，海普已成为专业的环保治理与资源循环领域的解决方案供应商。同时，以帮助工业企业环保达标、实现资源化可持续发展为己任，采用模块化精益生产，以研发数据为依据，制定工程化解决方案。依托自主研发的高性能吸附剂以及严谨全面的工艺开发，海普在含酚废水治理这一块已经积累了很多处理案例，为众多企业解决发展中的难题，创造价值。
海普高性能吸附剂有以下优势：
1. 适用范围宽，实用性好
废水浓度从几个至几千个ppm均可以应用此法，且吸附不受溶液中所含无机盐的影响，在非水体系中也可以应用。
2. 吸附效率高，脱附再生容易
对于含酚废水，经吸附后一般均可以达到或接近排放标准，材料吸附率可达99%以上，不产生二次污染物，并能使COD值明显降低。脱附常用酸碱或有机溶剂，脱附率一般可达92%。
3. 性能稳定，使用寿命长
材料有较高的耐氧化、耐酸碱、耐有机溶剂的性能，可在150℃以下长期使用，在正常情况下，材料年损耗率小于5%。
4. 有利于综合利用，变废为宝
废水中存在的原料中间体或产品一般价格较高。采用该法能大部分回收使用，将会产生可观的经济效益。通常回收价值与日常操作费用相当，有的尚有盈余.
5. 操作方便，能耗低
使用该项技术，工艺简单、无需特殊设备，技术容易掌握，在运行中热能与电能消耗较低。
四．海普处理案例
4.1某企业生产中产生的含酚煤洗水，其中含有大量酚类物质，约1000ppm，经过海普吸附工艺处理后，原水中酚类物质含量大大降低至10ppm以下，从而可以达到生化处理条件，。