一、吸附法
利用一些多孔吸附劑較高的比表面積表現(xiàn)出的較強(qiáng)的吸附性能將廢水中的酚類物質(zhì)吸附,吸附劑吸附飽和后可再生使用,酚類物質(zhì)也可以回收利用。常用的吸附劑主要有活性炭、磺化煤、大孔吸附樹脂及有機(jī)合成吸附劑等。此種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、凈化效率高、吸附量大及吸附選擇性高等。活性炭吸附雖然吸附量大,但再生困難,因而其使用逐漸不為人們看好。磺化煤的吸附容量較小,處理后廢水中含酚量遠(yuǎn)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),需進(jìn)行二級(jí)處理。所以活性炭和磺化煤在處理高濃度含酚廢水時(shí)受到了一定的限制。
大孔樹脂較其它兩種吸附劑有明顯的優(yōu)勢(shì),由于大孔樹脂是內(nèi)部呈交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子珠狀體,具有優(yōu)良的孔結(jié)構(gòu)和很大的比表面積,并具有良好的疏水性。試驗(yàn)結(jié)果表明,一些大孔樹脂對(duì)水中酚類物質(zhì)的吸附量與活性炭相當(dāng),它對(duì)廢水中的酚類物質(zhì)吸附可逆性好,對(duì)廢水中酚的吸附率可達(dá)95%~99%,酚類脫附回收率達(dá)95%以上。可用nacl-naoh再生,解吸率近100%,可反復(fù)使用1000次以上,且可回收酚類物質(zhì)。經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)超過(guò)其它傳統(tǒng)的除酚方法。
活性炭纖維(acf)與傳統(tǒng)的顆粒狀活性炭相比,炭含量高、比表面積大、微孔發(fā)達(dá)、孔徑分布窄、吸附速度快、吸附能力強(qiáng)和再生容易等特點(diǎn),兼有纖維的外形和特性。acf表面含有多種基團(tuán),對(duì)含硫、磷和氧等元素的有機(jī)物有特別的吸附能力。苯酚既含有羥基,從理論上分析,活性炭炭纖維對(duì)苯酚具有良好的吸附性。有人采用活性炭纖維處理苯酚模擬廢水結(jié)果表明,活性炭纖維對(duì)苯酚的吸附容量為275.1mg/g,吸附飽和的活性炭纖維用10%的氫氧化鈉溶液再生,重復(fù)使用3次,吸附效率無(wú)明顯變化。acf雖價(jià)格高,但吸附容量大,吸附劑再生速度快,循環(huán)使用壽命長(zhǎng),用量小,處理設(shè)備體積小。而且,用10%氫氧化鈉溶液再生,苯酚再生回收率可達(dá)69.3%。因此,是很有使用價(jià)值與發(fā)展前途的水處理吸附劑。
二、萃取法
萃取法主要是利用難溶于水的萃取劑與廢水接觸,使廢水中的酚類化合物在從水相轉(zhuǎn)移到溶劑相中,從而達(dá)到酚類物質(zhì)與水分離的目的。根據(jù)目前回收與處理含酚廢水的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)核算的結(jié)果,對(duì)于濃度高于1000mg/l的高濃度含酚廢水,采取溶液萃取工藝,不失為一種經(jīng)濟(jì)高效的處理方法。
萃取法的實(shí)際應(yīng)用表明,萃取劑及萃取設(shè)備的選定是至關(guān)重要的,這關(guān)系著廢水處理的成本。正是以降低成本、提高效率為目的,萃取法不斷得到發(fā)展。清華大學(xué)戴猷元教授等人經(jīng)過(guò)多年的研究,開發(fā)出了qh-1、qh-2等絡(luò)合萃取劑,這種絡(luò)合萃取劑能與苯酚定量反應(yīng),然后以naoh溶液為反萃取劑進(jìn)行反萃取,這時(shí)酚類化合物轉(zhuǎn)化為酚鈉而脫離溶劑相,回收酚鈉后,萃取劑可循環(huán)使用,操作方便,處理費(fèi)用低,有較好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。在萃取器的選擇上,他們選用了清華大學(xué)的專利產(chǎn)品hl離心萃取器。hl離心萃取器是一種集液-液混合與分離于一體的高效萃取設(shè)備,它的特點(diǎn)是兩液相經(jīng)強(qiáng)烈混合,在大于重力幾百倍到幾千倍的離心力場(chǎng)下,由于兩相比重不同而分成兩相,廢水中的酚很容易地轉(zhuǎn)到溶劑相,每臺(tái)hl離心萃取器相當(dāng)于一個(gè)理論級(jí),工業(yè)上一般用3~4級(jí)萃取,3級(jí)反萃取。將兩者結(jié)合用于處理含酚廢水,經(jīng)過(guò)3~4級(jí)萃取后,廢水中酚濃度即可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),含酚溶劑經(jīng)三級(jí)反萃取后可回收酚。目前,用qh絡(luò)合萃取劑對(duì)國(guó)內(nèi)20多個(gè)廠家的含酚廢水進(jìn)行了試驗(yàn),廢水中酚含量為147~5×104mg/l,經(jīng)三級(jí)萃取均可達(dá)到05mg/l以下。對(duì)用蓖麻油生產(chǎn)癸二酸過(guò)程中的甲酚廢水,采用qh-1絡(luò)合萃取劑處理也獲得了成功。
另有人采用新型高效萃取劑—hlf處理水楊酸生產(chǎn)中含酚量高達(dá)6000~12000mg/l的離心廢水,回收的酚鈉用于水楊酸生產(chǎn)工藝,萃取劑hle循環(huán)使用。結(jié)果表明,,萃取劑hle劑具有良好的萃取性能,萃取、反萃平衡速度快,萃取率達(dá)到99.5%以上,反萃率達(dá)到99%以上,分配比達(dá)100以上,而且溶解度小,消耗量小,分層速度快。而且目前hle已被多家水楊酸生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用,用戶反應(yīng)良好。實(shí)踐證明萃取劑hle是一種優(yōu)良的萃取劑,有廣泛的應(yīng)用前景。
而尤子敬等人采用多塔對(duì)流法(即中分式萃取塔法)處理含酚廢水的技術(shù),使含酚廢水的酚去除率達(dá)99.9%。這項(xiàng)技術(shù)采用了高分配系數(shù)萃取劑803"液體樹脂為萃取劑,萃取工藝流程采用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流萃取的中分塔和電萃取吸附組成的閉路循環(huán)流程。利用這項(xiàng)技術(shù)對(duì)含苯酚、甲酚及硝基酚等多種廢水的試驗(yàn)研究表明:酚去除率都在99.9%以上,一次處理即可達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),處理效果好。這項(xiàng)技術(shù)具有非常好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益,它不僅可以使處理后的含酚廢水達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)還可以做到將廢水中的有害物質(zhì)酚回收利用、變廢為寶。使處理費(fèi)用與回收價(jià)值相抵,做到處理廢水不花錢。目前,這項(xiàng)技術(shù)已在全國(guó)范圍內(nèi)獲得了普遍推廣。該法采用的803"萃取劑分配系數(shù)高,萃取負(fù)荷大、溶解流失少、揮發(fā)損失小、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。且中分式萃取塔是一種高效的萃取裝置,是實(shí)現(xiàn)多級(jí)對(duì)流萃取的理想設(shè)備,易于操作控制,并且處理能力大,占地面積小,萃取效率高。這項(xiàng)技術(shù)可以處理多種含酚廢水,并且適于所要求的各種處理規(guī)模,使用范圍廣。
三、液膜分離技術(shù)
液膜分離技術(shù)和溶劑萃取過(guò)程相似,也是由萃取與反萃取兩個(gè)過(guò)程構(gòu)成的。但是在液膜分離過(guò)程中,萃取與反萃取是同時(shí)進(jìn)行,一步完成的。其傳質(zhì)速率明顯提高,甚至可以實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)從低濃度向高濃度的傳遞。使分離過(guò)程所需級(jí)數(shù)明顯減少,大大節(jié)省了萃取劑的消耗量。
萬(wàn)印華等人在用液膜法處理高濃度含酚廢水的研究中,以表面活性劑lms-3及高效破乳器ec-2,進(jìn)行了對(duì)多種高濃度含酚廢水處理的研究,取得了較為理想的效果。使用液膜分離技術(shù),可有效地從高濃度廢水中回收酚,對(duì)含酚10000~47000mg/l的高濃度含酚廢水,內(nèi)相富集酚可達(dá)270g/l以上,有很高的回收價(jià)值。液膜法處理高濃含酚廢水速度快,效率高,對(duì)含酚10000mg/l左右的廢水經(jīng)二級(jí)液膜處理,即可降到0.5mg/l以下,而可直接排放;對(duì)于含酚高達(dá)47000mg/l左右的廢水,經(jīng)三級(jí)液膜處理,亦可達(dá)到排放要求。但是乳狀液膜法需制乳、破乳等工序,工藝過(guò)程較復(fù)雜。
四、氣提及蒸餾氣提法
氣提法是根據(jù)揮發(fā)性酚類化合物與水蒸氣形成共沸化合物,利用酚在兩相中的濃度差將酚水分離,從而使水得以凈化。高濃度的含酚廢水可用氣提法處理,去除率在80%~85%。此種方法可回收酚,效率高,操作簡(jiǎn)單,但對(duì)不揮發(fā)性酚不能使用。
蒸汽脫酚原理是利用含酚廢水中揮發(fā)性酚可與水蒸汽形成共沸混合物的特性,當(dāng)揮發(fā)性酚的蒸汽壓與水蒸汽的蒸汽壓之和超過(guò)外界壓力時(shí),含酚廢水就開始沸騰,并促進(jìn)揮發(fā)性酚由液態(tài)轉(zhuǎn)入氣態(tài)。同時(shí),由于酚在氣態(tài)中的平衡濃度大于酚在水中的平衡濃度,當(dāng)含酚廢水被加熱至95-100℃時(shí),使其從脫酚塔頂部向下噴淋,與從塔底向上水蒸汽中,從而達(dá)到含酚廢水凈化的目的。然后,用濃度為8-15%的氫氧化鈉堿液洗滌吸收蒸汽中的酚,含少量殘酚的廢水再輸入電化學(xué)電解設(shè)備進(jìn)一步脫酚處理后循環(huán)使用。
據(jù)報(bào)道,俄羅斯研制的蒸汽脫酚和電化學(xué)電解脫酚組合式水處理工藝,可將高濃度含酚廢水處理達(dá)到循環(huán)利用的水平。蒸汽脫酚過(guò)程中,該設(shè)備可將50000毫克/升高濃度含酚廢水,脫酚后達(dá)到1500-3000毫克/升,脫酚率達(dá)94-97%;亦可將40-20000毫克/升的中、高濃度含酚廢水,脫酚后達(dá)到10-90毫克/升,脫酚率達(dá)99.55-99.75%。高濃度含酚廢水經(jīng)蒸汽脫酚處理后,水中仍含有一定量的酚,為進(jìn)一步處理使廢水凈化達(dá)到循環(huán)利用的水平,在蒸汽脫酚后采用了電化學(xué)電解技術(shù)進(jìn)行深度處理。電化學(xué)電解脫酚處理可將濃度為1500-3000毫克/升的含酚廢水,脫酚后達(dá)0.05-0.5毫克/升,脫酚率達(dá)99.98-99.99%。經(jīng)電化學(xué)電解處理后的水清澈透明,可直接循環(huán)使用。
五、生物法
對(duì)于高濃度的含酚廢水來(lái)說(shuō),生物法的處理效果不是很好,但是隨著生物新技術(shù)的發(fā)展,近來(lái)用生物法處理高濃度含酚廢水也有一些報(bào)道。
應(yīng)用包埋法固定化微生物技術(shù)處理廢水是廢水處理的新技木。經(jīng)固定化酶和固定化微生物普遍比未固定化的微生物性能好,穩(wěn)定、降解有機(jī)物能力強(qiáng)、耐毒、抗雜菌,耐沖擊負(fù)荷。
應(yīng)用包埋微生物法處理含酚廢水.國(guó)內(nèi)外資料已有一些報(bào)道.作為細(xì)菌的來(lái)源,多采用活性污泥培養(yǎng)馴化的方法而獲得。有人用pva(聚已烯醇)作包埋材料,加其他添加劑作混合載體.直接對(duì)土壤中微生物進(jìn)行馴化包埋,用于處理中、高濃度含酚廢水.同樣獲得滿意的解酚效果。通過(guò)大量條件實(shí)驗(yàn),得出了包埋法固定土壤中微生物處理含酚廢水的適宜條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅可用于含酚工業(yè)廢水的治理,對(duì)其他工業(yè)廢水的治理研究也具有指導(dǎo)意義。