含酚废水处理的研究与进展

李启龙 孔 慧/上海康盛环保能源科技有限公司

含酚废水处理的研究与进展

李启龙 孔 慧/上海康盛环保能源科技有限公司

工业含酚废水来源广，危害大，经济而高效地治理与回收工业废水中酚类物质极为重要。文章介绍了含酚废水的危害，国内外对含酚废水处理技术的研究和应用现状，结合具体实例对各种影响因素进行了细致的分析，并提出了相关的改进建议及研究方向。

含酚废水；处理技术；溶剂萃取；发展趋势

1 前言

酚类物质包括苯酚的取代物、多元酚、氯酚、硝基酚及苯氧基酸等。酚的用途相当广泛，且用量与日俱增，含酚废水污染环境的程度日益严重，对人类造成的危害也日益加深。酚类化合物属于芳香类化合物，是美国国家环保总署(EPA)列出的129种优先控制的污染物之一，含酚废水在我国水污染控制中被列为重点解决的有害废水之一。

酚类物质可以通过生物的外表皮或呼吸系统进入到体内。酚类化合物在生物体内能够使细胞组织失去活，酚类化合物对水中的生物、农作物都有毒害作用，酚类废水的毒性还可以抑制水体中其它生物的自然生长速度，破坏生态平衡。因此，开发出具有符合实际、能够工业化、处理酚类废水效果理想的工艺技术具有非常重大的现实意义。

2国内外含酚废水处理技术的研究动态

目前，国内含酚废水的处理技术有物理法、化学法和生物法。其中物化法包括焚烧法、萃取法、蒸汽法、吸附法等；化学法有化学氧化法、紫外氧化法、光化学氧化法、化学沉淀法、离子交换法、液膜法等；生物法包括活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法等。含酚废水处理技术的选择取决于含酚废水中酚浓度、CODcr值及其它因素。为提高含酚废水处理效果，可以将物理、化学和生物的方法结合起来。根据处理方式来划分，含酚废水污染控制技术分为回收技术和消除技术，对于高浓度(＞20000mg/L)的含酚废水采用回收技术；对于中等浓度或低浓度(＜1000mg/L)的含酚废水，采用一定的技术将其降解、消除是较好的治理办法。

2.1 溶剂萃取法

萃取法工艺流程简单，运行成本低，分离效果较好，同时又可以从废水中回收部分有机物，萃取剂可重复使用等优点，是废水处理常用的工艺技术。萃取法已经实现工业化处理含酚废水。选择经济又高效的酚类回收和可再生萃取剂，是含酚废水溶剂萃取技术的实施关键。溶剂萃取法关键工艺有两个：一是将待分离的酚类废水和萃取溶剂混合，酚类化合物被萃取剂中的络合剂络合而转移到萃取相中；二是反萃取操作，即为了实现有价值酚类化合物回收和萃取剂的循环利用，将萃取剂进行再生处理。萃取剂影响萃取产物的质量、组成、分离程度以及萃取操作的效果。目前使用较多的传统型萃取剂有苯、重苯、N-503煤油、醋酸乙酯、异丙醚、苯乙酮、磷酸三丁酯(TBP)等。国外一些技术专利商在处理生产装置排放含酚废水时，一般采用MIBK、异丙基醚等作为萃取剂，取得很好的效果，但萃取剂的价格较高，而且容易引入外来有机物杂质，造成二次污染。最新的萃取技术是基于可逆络合反应萃取分离原理开发的含酚废水处理技术，分离因数高、操作简单，一般经过2～3级接触即可使残液中酚含量小于0.5mg/L。

2.2 吸附法

吸附法是一种传统的含酚废水处理方法。吸附法的原理是利用吸附剂自身具有的吸附性将废水中有机污染物吸附在吸附剂的孔道表面上。当吸附剂达到饱和状态时，再对吸附剂进行脱附处理，去除吸附在吸附剂表面的有机物。常用的吸附剂有固体活性炭、树脂、沸石、活性碳纤维、磺化煤、膨润土以及吸附树脂等。实验表明，活性炭的单位质量的比表面积最大，其吸附能力较其他吸附剂要强。吸附法处理有机废水的工艺流程相对简单、处理效果稳定、不增加其他的污染物，避免二次污染等特点，但由于吸附剂的孔道众多、孔径微小，容易出现堵塞现象，使再生的运行成本增加，导致总的废水处理工程的运行费用增加等因素是阻碍吸附技术发展的主要原因。

2.3 生化技术

目前，生化处理方法是处理工业废水应用最广泛的处理方法之一，尤其是处理城市生活污水、易降解的有机废水等。国内的绝大多数苯酚丙酮装置的含酚废水处理基本都采用生化法。生化法处理含酚废水具有处理规模大、运行成本相对较低等优势，但由于含酚废水具有的毒害性能够对微生物的生长有抑制作用，处理高浓度的含酚废水时难以达到理性的去除效果。采用厌氧-好氧工艺对含酚废水进行处理，不仅可以去除废水中的酚类物质，出水的COD与NH3-N均可满足国家的排放标准，是对现有活性污泥法处理技术很好的发展。

2.4 高级氧化法

化学氧化法是向含酚废水中加入某些特定性质的化学药剂，使酚类物质氧化降解。化学氧化法一般应用于处理废水中酚的含量在1000mg/L以下。化学氧化法处理含酚废水的优点在于处理流程简单，处理效果好，反应时间短等。Fenton氧化法是应用最多的一类高级氧化法，它由H2O2和Fe2+的溶液混合而成，在Fe2+的作用下，H2O2分解出的·OH具有很强的氧化性。Fenton试剂可以在相对低的温度、压力等反应条件下，氧化分解废水中的绝大多数有毒有害的，难以生物降解的有机污染物。随着科学技术的进步和研究的进一步深入，通过向Fenton试剂中引入光辐射、电化学作用或是加入某种催化剂如草酸类的盐，都能使H2O2分解产生更多的OH，使Fenton试剂的氧化能力有明显的提高。

3 结语

随着络合萃取技术、双溶剂萃取技术和萃取置换-生物降解耦合技术的研究开发，溶剂萃取法将为含酚废水处理提供更有效的途径。近年来在高级氧化法、生物技术等方面研究取得了一系列进展，为进一步提高废水脱酚效率、控制生产成本，对含酚废水的深度处理提供了理论基础。针对不同的水质采取不同的处理办法，在寻求高效脱酚技术时，不仅要考虑其环境效益和社会效益，更要考虑其经济效益，即治理了污染，又使酚类化合物得到了回收利用。