含酚废水工业处理方法

白 雪

(山西省化工设计院，山西 太原 030024)

含酚废水工业处理方法

白 雪

(山西省化工设计院，山西 太原 030024)

简述了处理含酚废水的工业处理方法。根据处理方法的不同，分为物理法、化学法、生物法3大类。比较了3类处理方法的优缺点，着重分析了含酚废水的工业应用现状及未来工业处理方法的发展方向。

含酚废水;工业处理;物理法;化学法;生物法

酚类化合物毒性大、难降解，是一种原生质毒物，对一切生物个体都有毒杀作用。酚类化合物是我国优先监测的持久性有机物。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。目前含酚废水的处理方法主要有物理法、化学法、生物法。

1 含酚废水的物理处理方法

物理法对高浓度的含酚废水的处理效果比较明显，操作简单易行，在工业含酚废水的处理中得到广泛应用。物理法主要包括吸附法、萃取法、液膜法。

1.1 吸附法

吸附法是利用吸附剂的多孔性质将废水中的酚类物质吸附，吸附饱和后，再利用碱液、蒸汽或有机溶剂进行解吸脱附。常用的吸附剂有磺化煤、活性炭、沸石、大孔树脂等。

磺化煤再生容易，但吸附容量较小，需进行二级处理，限制了它的广泛应用。活性炭的吸附容量大，对高、低浓度废水都有较好的去除效果，但再生问题是制约其发展的关键。大孔树脂有大量的孔穴和较大的比表面积，具有良好的疏水性，对酚类物质吸附可逆性好。大孔树脂处理含酚量较低的废水己取得较好的效果，但由于吸附量有限，对于含酚量较高的废水处理效果明显下降[1]。

吸附法脱酚率一般在80%左右，操作繁琐，消耗大，成本高，但设备简单，便于自行制造，一般于小规模的含酚废水的回收。

1.2 溶剂萃取法

溶剂萃取技术的关键是选择可再生萃取剂和经济高效的对酚类进行回收[2]，常用萃取剂有MIBK、苯、醋酸丁酯、异丙醚等。在选用萃取剂时，分配系数尽量高为好，在应用上还需考虑价廉易得，不溶或少溶于水，水中不乳化，溶剂蒸气分压小，化学稳定性强、对设备腐蚀性小，毒性小等[3]。

鲁奇加压煤气炉制备煤气工艺生产过程中，会产生较多的含酚废水，含酚量>4000 mg/L，COD >5000。中煤黑龙江煤炭化工(集团)有限公司分别采用二异丙基醚和甲基异丁基酮作为萃取剂，萃取效果明显；采用甲基异丁基酮作为萃取剂的萃取效果更好，出水指标合格率可达到100%[4]。

溶剂萃取法回收酚应用较广，是工业上常用的废水脱酚方法之一，它的优点是处理能力大、能有效地回收和利用废水中的酚类化合物，具有一定的经济效益；缺点是设备较复杂、工程投资高、处理后的废水酚含量难以达到排放标准，萃取剂价格昂贵，还易造成二次污染。

1.3 液膜法

液膜法处理含酚废水采用水包油包水(W/0/W)体系。液膜法具有工艺简单、高效快速、选择性高、分离效率高、乳液经破乳后可重复使用等优点，适用于高低浓度含酚废水的处理，除酚率可达99.9%[5]。汪丛等[6]研究了以磷酸三丁酯为载体的Span-80/甲苯/NaOH乳状液膜体系的制备及稳定性。通过乳液液膜法处理兰炭含酚废水，除酚率达到96%以上。

液膜法操作技术要求高，液膜的稳定性还未彻底解决。国外对液膜法研究较多，我国尚处于起步阶段，工业上还未广泛推广。

2 含酚废水的化学处理方法

含酚废水的化学处理以氧化法为主，具有分解速度快、氧化能力强、净化率高、设备紧凑、适于深度处理等优点。

2.1 化学氧化法

化学氧化法的氧化剂包括高锰酸钾、氯、臭氧等。

研究表明[7]，仅使用高锰酸钾作为活性组分时，对高浓度苯酚分解效果不明显，且需要固体进料装置。氯可能形成氯酚类有毒化合物，造成二次污染。高锰酸钾和氯均存在化学药剂消耗量大、价格较昂贵的问题，工业上应用较少。臭氧氧化的能力强，有杀菌能力，用它来处理含酚废水，无恶臭物质产生，但由于废水中污染物分散度大，臭氧在水中的溶解度较小，使其在水处理中的利用率比较低，且臭氧产生费用高，使其工业应用受到限制。

2.2 高级氧化法

高级氧化法是以羟基自由基作为主要氧化剂的氧化技术，因其具有降解彻底、无二次污染、停留时间短等优点，近年来受到国内外相关科技工作者的青睐。目前研究较多的氧化剂有Fenton试剂、H2O2及ClO2等。

Fenton氧化技术反应具有反应快速、条件温和、操作简单、高效、可自动产生絮凝、适用范围比较广等优点。近年来，fenton氧化法和超声[8]、光[9]、电[10]相耦合处理含酚废水研究较多，特别适用于难生物降解或一般化学氧化难以分解的有机废水，但依然存在H2O2耗量大、处理费用较高等缺点，因此多用于低浓度、少量废水的处理。二氧化氯在水处理中使用方便，不会形成二次污染，具有去嗅、去异味的能力[11]。但由于所用药剂消耗量大、价格较昂贵，用于废水的处理很不经济，因此工业上应用较少。

2.3 其他氧化法

电催化氧化技术具有氧化降解能力强、备体积小、易于操作控制和无二次污染等优点，可以在常温常压下直接处理不经稀释或中和调节等预处理的高浓度高酸性的含酚废水。但电催化氧化法的能耗较大，成本较高，制约了其实际应用与推广[12]。

超声氧化法是一种清洁目理想的处理方法。它集高级氧化、热解、超临界氧化等技术为一体，具有高效、污染小、操作方便等优点，孙秀君[13]等利用超声波处理含酚废水，研究了超声波功率、超声波反应时间、废水pH的影响。目前超声氧化法主要还停留在实验室里小水量的模拟处理研究阶段。

光化学氧化反应条件温和、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。研究较多的是TiO2，TiO2的光化学性十分稳定，无毒价廉，不需要非常苛刻的操作条件，是一种简单并且高效的高级氧化处理技术，对难降解有机污染物有明显的优势[14],孙胜敏[15]等用超声分散法制备掺锌的二氧化钛光催化剂，研究了不同影响因素对苯酚去除率的影响。

超临界水氧化技术[16]具有反应迅速、彻底、清洁环保的优点。但超临界水氧化法需要在特殊的高温、高压状态下反应，反应器材腐蚀严重、运行功耗大，在一定程度上限制了其工业化应用，目前还处理探索阶段[17]。

3 含酚废水的生物处理方法

目前的生物处理技术中，生物处理方法主要有活性污泥法、固定化微生物技术、生物膜法。

3.1 活性污泥法

活性污泥法是目前使用最广泛的生物处理法，工艺成熟，是含酚废水无害化处理的主要方法。但在实际运用中还存在着种种问题，例如对毒物承受力低、不适应冲击负荷、产生大量污泥、曝气池容积负荷低、对高浓度含酚废水处理效果不理想等。因此为保证含酚废水的处理效果，活性污泥法还需要从现存问题中改进工艺[18]。

3.2 固定化微生物技术

固定化细胞技术在处理时间及苯酚浓度两方面均优于活性污泥法，具有处理效率高、运行稳定、可纯化和保持高效优势菌种、反应器中生物量大、污泥产生量少以及固液分离效果好等一系列优点，但该技术还处于研究阶段，在操作系统、固定化微生物选择等方面还有待优化[19]。

3.3 生物膜法

生物膜法[20]是利用附着在滤料或填料表面上的微生物形成的生物膜对水中酚类物质进行吸附转化。生物膜法对水质、水量变化的适应性较强，污染物去除效果好，操作管理简单，是一种广泛采用的生物处理方法。生物法较之物理法和化学法有着经济、高效的优点，设备简单、处理效果好、处理量大、运转费用低、受气候条件影响小;生物法实现了废水处理无害化、无二次污染。生物处理法的缺点是预处理要求高，基建投资高、占地面积大。多用于园区水处理最后一道把关处理。

4 展望

综上所述，物理法和化学法适用于高浓度含酚废水。生物法是含酚废水无害化的主要方法，但由于菌种适应性的限制，目前多用于低浓度含酚废水。考虑到工业含酚废水的复杂与多样性，在实际的处理中，往往采用多种方法相耦的方案进行处理。

含酚废水的处理不仅要考虑环境污染问题，更要考虑到社会效益以及经济效益。随着化工企业园区集约化的发展，依托园区的公共基础，先分级分类处理，再汇总处理是含酚废水未来发展的主要方向。

[1] 王红娟,奚红霞,夏启斌,等.含酚废水处理技术的现状与开发前景[J].工业水处理,2002,22(6):6-9.

[2] 陈克玲.溶剂萃取含酚废水及萃取剂的选择[J].山西化工,1991(1):51-53.

[3] 张芳西.含酚废水的回收利用与处理[J].化学通报,1974(2):14-19.

[4] 蒋士鑫.碎煤加压气化含酚废水处理方法的优化[J].煤化工,2011(6):49-51.

[5] 林华宝.含酚废水治理技术现状与展望[J].化学工程与装备,2010(7):131-133.

[6] 汪 丛,淞李林,波 毕,等.乳液液膜法处理高浓度兰炭含酚废水[J]. 环境化学,2014,33(3):494-499.

[7] 张 晨,赵胜勇,刘 菲.常温下高锰酸钾系催化剂处理含酚废水效果研究[J].河南科学,2015,33(6):1004-1006.

[8] 李亚峰,高颖.超声波/Fenton处理含酚废水的影响因素[J]. 环境工程学报,2015,9(3):1233-1237.

[9] 魏 冰,张巧玲,刘有智,等.旋转盘反应器光催化降解苯酚废水动力学[J].环境工程学报,2016,10(3):1305-1309.

[10] 李皓月,刘有智,高 憬,等.超重力-电催化-Fenton祸合法处理含酚废水[J].过程工程学报,2015,15(6):1006-1011.

[11] 杨彩玲,魏瑞霞.含酚废水处理技术的研究进展[J].过程工程学报,2010,31(1):102-105

[12] 刘江永,吴桐,张丽丹. 工业含酚废水处理的研究进展[J]. 河南化工,2010,27(2):25-31.

[13] 孙秀君:超声波预处理含酚废水技术研究[J].应用化工,2016,45(1):190-194.

[14] 孙华林.含酚废水的处理技术进展[J]. 化工中间体,2002(15):13-15.

[15] 孙胜敏.锌掺杂二氧化钛对含酚废水的降解作用的研究[J].哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报( 自然科学版),2012,28(2):140-142.

[16] 王玉珍,王树众,郭 洋,等.超临界水氧化法与普通生化法处理含酚废水技术经济性评估[J].水处理技术,2013,39(10):97-103.

[17] 陈美玲.含酚废水处理技术的研究现状及发展趋势[J].化学工程师,2003 (2):48-51.

[18] 杜 婷,冯柏林,李 花，等.工业含酚废水的处理研究[J]. 广州化工,2014,42(8):26-28.

[19] 丁朋晓,张连英,陈文波.含酚废水处理技术现状及进展[J]. 甘肃科技,2013,29(16):25-27.

[20] 范荣桂,高海娟,李 贤,等含酚废水综合治理新技术及其研究进展[J]. 甘肃科技,2013,39(4):5-8.

(本文文献格式：白 雪.含酚废水工业处理方法[J].山东化工，2017，46(10)：179-181.)

Industrial Treatments of Phenol Wastewater

BaiXue

(Shanxi Chemical Engineering Design Institute ，Taiyuan 030024)

This paper summarized the treatment of industrial wastewater containing phenol method. The wastewater treatment processes can be divided into physical method, chemical method and biological method. Compare the advantages and disadvantages of three kinds of treatment methods, emphatically analyzed the present situation of industrial application of wastewater containing phenol and the future development direction of industrial process.

phenol wastewater；industrial processing;physical method；chemical method ；biological method

2017-03-31

X703

A

1008-021X(2017)10-0179-03