含酚废水治理技术现状及展望

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:文章结合实际,以含酚废水治理技术为研究背景,在分析含酚废水分类以及相关性质基础上,对常见的技术类型进行探讨,最后对含酚废水治理技术发展趋势进行分析。

  关键词:含酚废水;治理技术;展望;

0 引言

  含酚废水治理是系统性的工作,在废水治理环节中只有采取针对性的技术才能提升废水质量,减少各种有害物质给生活环境造成的影响。所以对此类技术的应用方式及要点进行分析,探寻出科学有效的技术处理方案具有重要意义。

1 含酚废水概述

  1.1 酚类化合物的分类与性质

  酚类化合物所包含的种类很多,主要的类型就是苯酚、氯酚等,这些都是苯环或者其他芳香环的氢被1个或者多个羟基(-OH)取代之后所形成的化合物类型,简称为酚。根据芳环上所连接的羟基数目的差异,将其分为一元酚或者多元酚的类型。从酚类物质组成特点分析,其位置和分子结构是相关联的,因为内部包含的羟基物质增多,化学分子量、密度也会有所增加,熔点升高,在水中溶解度增加。因为酚类物质主要是芳香类的羟基衍生物,所以会存在羟基反应以及芳烃反应中。

  1.2 含酚废水的来源与危害

  酚类化合物是非常重要的化工原料,也是很多化工生产工艺的中间物,被大量的应用到树脂、尼龙等产品中,比如增塑剂、塑料制品等。酚类化合物应用范围的不断扩大,其产量也在不断增加,酚类化合物残料引发的污染问题较为严重,尤其是废水内含酚浓度非常大。

  酚类物质大多有毒害,与蛋白质类物质接触后,会发生凝固反应,如果人摄入超量的酚类物质,容易发生贫血等严重的神经类疾病;水溶性物质也会给身体造成较大的毒害作用,吸入浓度较高的酚蒸气或者大量的酚液体物质都会导致中毒反应;酚是目前已经确认的严重致癌类型的物质,一旦摄入的量超过530 mg/kg体重,就会对人造成生命危险。该物质进入到水体内,会导致水体的严重污染,水中含酚0.002~0.015 mg/L时,加氯进行消毒处理会形成氯酚,存在严重的恶臭性反应,水体的质量下降非常明显,危害性极强;如果水体内含量超过10 mg/L,任何鱼类都将无法生存,生物危害性较高;酚类物质会产生一定的毒素抑制生物的生长,甚至会停止生长,比如海藻、细菌等受到酚类物质的影响都无法生长;含酚高于100 mg/L的水进入到田地内,会导致作物枯死或者减产。酚类物质已经是世界范围内公认的一种毒害性的物质,对于人体的毒害巨大[1]。

2 含酚废水的治理技术

  2.1 萃取法

  萃取法的工作原理就是利用和水不相容的萃取剂进行提取,这是因为萃取剂与酚类物质所具备的溶解性有明显的差异,通过加入萃取剂的方式使得酚类物质有效的提取,发生相转移。这种方式的优势就是成本低、效果好、操作便捷,能够及时的把废水内酚类物质回收,尤其是针对污染严重的废水,效果非常明显,但该方法容易发生二次污染等严重问题,产生较大危害,需要慎重选择使用。

  目前萃取法的类型比较多,溶剂萃取法应用比较普遍,其可以选择使用的萃取剂主要是二异丙基醚、磷酸三丁酯、液体树酯等,效果最好的是脱酚萃取剂,处理的效率会超过95%。但是萃取处理之后,废水内仍会有较多的含酚类物质,不能达到排放的标准和要求,该方法只可以应用到一级处理环节,要想保证处理后废水满足我国废水排放标准,还需要实施二次生化处理。应用不同萃取剂,所产生的效果也会有所差异,需要根据不同的酚类物质选择使用。经过分析发现,液膜萃取的处理方式,可以根据实际的需要进行酚类物质迁移性处理,这样保证萃取不会发生可逆性反应。在具体的萃取环节,搅拌速度的控制非常重要,各项参数合格的情况下,处理效率可以达到90%。

  2.2 吸附法

  吸附法具体是应用多孔吸附剂作为主要材料实施酚类物质吸附处理,提高处理的质量。因此,吸附剂材料选择非常重要,吸附剂材料可以实现循环使用。该方法操作非常简单,设备也不复杂,吸附效果非常好。但是由于目前再生条件、吸附效果方面并不理想,总体的处理效果相对较差,尤其是一些处理难度高的酚类废水,还要进一步处理。

  目前使用比较普遍的就是固体吸附法,最为常见的是活性炭等吸附性良好的物质,可以提高吸附的容量,即使酚类废水浓度高,都可以采用吸附法处理。但是吸附剂的再生会存在一定难度。该类吸附措施在焦化、炼油等废水处理中,效果相对较好。磺化煤的物质也可以满足吸附的要求,但是吸附量不大,并不能达到排放的标准,还要采取后续的处理措施方能满足排放标准。树脂吸附的方式应用时,原材料就是孔径比较大的树脂材料,其对于苯酚分子的吸附能力是较高的,处理效果较高。活性炭纤维也是吸附的重要材料之一,因为其比表面积较大,并且内部存在有较多的微孔结构形式,吸附再生的效果是非常好的,尤其是对于浓度较高的含酚类物质的吸附,效果达到95%以上。

  2.3 电解法

  电解法主要是在电场的作用下,将废水内的酚类物质进行还原处理,将其转化有机化合物,然后经过氧化还原、中和、絮凝、气浮等一系列的处理,达到净化处理的效果。该方法的总体处理效果较好,占地面积小,设备也很简单,并不会形成数量庞大的污泥材料,还会消除污染的问题,环境温度影响也不大,被广泛应用到含酚废水处理领域内。电解法应用到废水处理领域内,目前成熟度较低,所以推广度较低,可以结合实际情况选择使用电极性、催化剂等物质,联合使用提升处理效果,能耗也会降低,净化效果会提升[2]。

  2.4 化学法

  化学法也是较为常见的酚类物质处理方式,通过某些物质和酚类物质发生化学反应,然后形成或者分解成为不具备任何毒性的物质。化学沉淀法即应用溶解度差、共沉、絮凝、综合反应等方式进行废水的处理,然后综合其他的方式有效地处理含酚废水,比如酚醛缩合法是目前常见的处理方式。化学氧化法即在废水内加入必要的化学氧化剂,让酚类物质自动氧化分解,提高净化处理效果。最为常见的氧化剂是臭氧、二氧化氯等等,这种方式操作非常简单,设备要求比较低,但是成本较高,所以该技术的应用受到限制。

  2.5 生物化学法

  2.5.1 活性污泥法

  这种处理方式就是应用活性污泥作为主要处理材料消除酚类污染物,是当前常见工业废水处理方法,在活性污泥内加入好氧菌或者其他的微生物有效地处理酚类物质,消除有害物质的不利影响,处理环节包括物理、化学、生物等反应过程。物理化学反应最为明显的就是实现酚类污染物吸附处理,保证净化的质量;生物处理方式是加入好氧菌将酚类污染物转化出来,形成没有任何毒害性和污染性的物质。生物脱酚处理的操作相对简单,成本也很低,使用资金并不高,综合性能较好,完全满足目前的工业废水处理的标准和要求。

  2.5.2 生物膜法

  这一方法是通过生物滤池表面附着的微生物黏膜处理废水,消除污染物的影响。废水会直接通过生物滤池结构,利用内部设置的过滤物质吸附酚类物质,而利用微生物快速繁殖,消除悬浮胶体、溶解物质类型,组合形成膜类物质,就可以把废水内的酚类物质全部吸附处理,同时在有氧的环境内,利用生物氧化性作用实现废水内物质的分解处理,然后排放出去,也可以用作农业灌溉,水质完全符合灌溉要求。

  2.5.3 生物接触氧化法

  该方法主要是将生物膜法以及活性污泥法的优势集合起来,我国在1980年将该技术大量应用到实践中,处理染料废水有着较好的效果,实际应用价值很高。该方法应用人工曝气处理,把填料投入到污水内部,在生物膜表面存在着比较多微生物,然后进行污水处理,有害物质的降解处理、转化效果非常好。经过生物接触氧化的处理,可以保证酚类物质的处理率达到99.99%。

  2.5.4 厌氧法

  厌氧法也是处理效果较好的一种方式,处理后的酚类物质的废水,不会形成较多的污泥。但由于酚类化合物的特性,会抑制厌氧微生物的正常生存,影响到处理效果。但是在实践中研究人员发现,活性炭吸附质量很高,在使用厌氧法处理时,采取活性炭为填料,加入到厌氧滤池内同时进行处理,可以保证物理吸附、生物降解同时进行,有效提升处理效果[3]。

3 发展趋势

  (1)溶剂萃取技术中固相络合萃取法实现大范围的应用,处理效果非常好,且成本较低,是未来非常有发展前景的技术之一。

  (2)膜分离技术从实用角度出发,可以选择应用多种高分子材料作为主要处理原材料,让膜分离技术可以有效的推广和应用。

  (3)生化法可实现大面积的处理,成本较低且没有二次污染的问题,技术成熟度较高。在未来一段时间内,该技术必然会成为含酚废水处理的主流技术之一。

  (4)随着技术的发展和进步,氧化技术水平有了很大的提升,短时间内氧化降解形成CO、H2O以及其他低分子无机化合物,去除率非常高,避免产生二次污染,缩短处理时间,也是未来研究的重点技术[4]。

4 结语

  综合以上分析,如何发挥含酚废水治理技术的应用功效,提升废水的处理能力是目前研究者关注的一个话题。因此,针对现状就需要加大研究力度对含酚废水治理技术的应用方式、应用范围进行探究,通过技术优化提升废水处理能力。

参考文献

  [1] 郑晓英,王兴楠,陈卫,等.好氧颗粒污泥处理高浓度及难降解废水研究进展[J].水资源保护,2012(4):64-68.

  [2] 尹玉玲,肖羽堂,朱莹佳.电Fenton法处理难降解废水的研究进展[J].水处理技术,2009(3):5-9, 17.

  [3] 邓霞,李多松,李艳芬,等.苯酚废水的高级氧化处理技术[J],水科学与工程技术,2008(1):26-30.

  [4] 刘兴平.苯酚降解菌的分离及降解特性研究[J].环境保护科学,2008(2):38-40.

作者:邹艳霞 单位:辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司

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