物理、化学方法处理含酚废水研究进展.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2024 年 01 月 26 日 作者简介:张琪(1980),女,汉族,辽宁鞍山人,研究生,昆明冶金高等专科学校,讲师,研究方向为环境保护。-34-物理、化学方法处理含酚废水研究进展 张 琪 徐 静 谢磊磊 涂 伟 昆明冶金高等专科学校,云南 昆明 650000 摘要:摘要:随着我国工业的腾飞,焦化、石化等行业产生了大量的含酚废水,大量含酚废水排入水体,对人体和环境造成了较大危害。部分对于含酚废水的研究仍停留在实验室阶段的,应将实验室研究成果应用于实际,降低含酚废水对环境、人体的影响。本文对含酚废水处理常用的几种物理、化学方法进行了阐述,对吸附、萃取、高
2、级氧化等脱酚进展情况进行了初步总结,并总结对比了各方法的优缺点、用途及发展趋势。关键词:关键词:含酚废水;吸附;臭氧氧化 中图分类号:中图分类号:TQ116 随着我国工业的飞速发展,焦化、石化等行业产生了大量的含酚废水,含酚废水处理难度大,对环境及人类危害较大,因此含酚废水的处理受到了广泛关注,本文对含酚废水的多种处理方法进行了调研,并对吸附、萃取、高级氧化等脱酚进展情况进行了初步总结。1 含酚废水的来源和种类 酚是一类普遍使用的化工原料,也是许多工业企业生产的副产物,含酚废水主要来源于煤气、焦化、制药、农药、纺织工业和以酚为原料或者酚合成等工业生产过程。含酚废水中的污染物质众多,主要有苯酚、
3、邻(间、对)苯二酚、甲酚、二甲酚以及酚类的卤素或者硝基取代物,如不加以处理,排放到环境中会对人类造成较大的危害1。2 含酚废水的危害 对人体的危害:酚类作为一种原生质高毒物质,对所有生物个体都有毒害作用,可通过与生物体的皮肤等组织接触,或经过代谢吸收等方式进入体内,使得组织细胞失去活力,特别是对生物体的神经系统有较大的亲和力,从而造成全身中毒症状,危害人体健康安全,对人们的正常生活造成严重影响2。对水体的危害:当水体中含有微量的酚类时(0.002-0.015mg/L),进行加氯消毒时会产生氯酚臭,致使水体有特殊的臭味,失去饮用价值,如长期接触、饮用被酚污染的水,可引起头晕、贫血以及神经系统症状
4、。当水中含低浓度酚类时(0.1-0.2mg/L),会使水体中生长的鱼类产生异味,导致无法食用,当酚浓度大于 1mg/L 时,会严重影响鱼类的生殖活动,当水中酚浓度大于5mg/L 时,则会造成鱼类的中毒死亡。对环境的危害:含酚废水的排放不仅对人体会产生较大影响,对农作物也会产生一定的影响。当使用低浓度含酚废水灌溉农田,会导致农作物无法食用;同时,含酚浓度较高的废水则不适宜用于农田灌溉,否则,会致使农作物枯死、减产。3 酚类的相关水质标准 因酚类对人类和环境的危害,含酚废水的防治已引起世界各国的普遍重视,酚类化合物已被列为优先控制污染物黑名单,含酚废水在我国水污染控制中亦被列为重点解决的废水之一,
5、相关的水质、排放标准也对酚类制定了相关标准:如我国地表水环境质量标准中规定挥发酚的最高允许浓度为 0.1mg/L(类);生活用水卫生标准 城市供水水质标准中规定挥发酚类指标限值为0.002mg/L;城镇污水处理厂污染物排放标准中规定挥发酚和五氯酚的最高日允许排放浓度为 0.5mg/L。4 含酚废水的处理方法 目前,常用的含酚废水处理技术常用的方法有物理方法、化学方法和生物方法三种3,本文仅针对对物理和化学方法进行总结。4.1 物理法 物理法是指在废水处理过程中,通过吸附、萃取等物理方式去除废水中的污染物的方法,该过程不涉及物质的化学性质的变化。中国科技期刊数据库 工业 A-35-4.1.1 吸
6、附法 吸附法脱酚是利用吸附作用将酚污染物吸附到吸附剂上,从而实现酚的去除,在此过程中利用含有孔隙的表面活性剂吸附含酚废水的酚类物质,从而达到脱酚的目的。脱酚过程中材料的比表面积决定了对污染物的吸附程度,吸附剂的再生能力也影响着材料的重复使用性能。炭材料因其具有较高的比表面积、丰富的孔道结构、大量的可调变活性中心而用作催化载体和吸附材料,已广泛应用于含酚废水的处理技术中,此外广泛研究和应用的吸附剂还有树脂、膨润土等。李欣4将改性活性炭用于含酚废水的处理,结果表明,掺杂壳聚糖进行活性炭的改性效果最佳,当掺杂比例达到 1:6 时,最大苯酚吸附量可达 67.1mg/g,较未改性前提高了 116.2%。
7、吴悦5通过对比载铜活性炭、微波辐射活性炭、载铁活性炭和原始活性炭的脱酚性能,认为载铜活性炭的脱酚效果较好,在优化实验条件下,对硝基苯酚和苯酚的去除率分别可达 95.2%和 89.5%,且经六次再生后,载铜活性炭仍能高效的去除水中酚类物质。张平涛1研究结论表明,其实验中采用的四种吸附剂均能有效去除苯酚,其中 NaY 分子筛对 COD 的去除效率最大。同时,实验得出四种吸附剂的最佳投加量及最佳吸附时间为MnO2为130mg、100min,碳粉为130mg、90min,NaY 分子筛为 500mg、70min、粉煤灰为 6mg、60min。苏云瑞6研究结论表明,当改性活性炭用量为0.6g、废水的含酚
8、初始浓度为 200mg/L、pH 范围为6.05-10、反应时间为 60min 的条件下,COD 去除率可该达 92%以上,且改性活性炭经过 5 次的重复使用后,COD 的去除率依旧可达 83%以上。沈亚鹏7等人研究表明,在木奇用量为 1g、吸附温度为 20、振荡时间为 60min、pH 值为 3 条件下,苯酚的去除率可以达到 65.9%。4.1.2 萃取法 萃取法是利用相似相溶原理,通过添加有机萃取剂,使酚从废水中去除的方法,常用的萃取剂有酮、酯、醚类等。齐亚兵8等人研究对比了三种含酚废水萃取工艺,结果表明,含苯酚和苯二酚废水最佳工艺条件为:萃取级数为 6 级和 4 级,萃取相比为 1:3
9、和 1:4,最佳萃取温度为 40 和 30 秦林新9等人研究结果显示,萃取平衡时间为2min,随着温度的升高(10-70),萃取率下降(95.86-89.16%),随着 pH 值的上升(5.0-9.0),萃取率下降(94.56-85.12%),萃取剂与实验污水体积比增加时(1:6-6:6),萃取率提高(88.31-97.90%)。屈泽鹏10等人进行的兰炭废水脱酚研究表明,在 1级萃取、pH 值为 4,油水比为 1:2 条件时,酚和 COD去除率分别可达 97.8%和 87.9%,章丽萍11等人进行了新型萃取剂环已酮和传统萃取剂(甲基异丁基甲酮、二异丙醚)萃取效果对比实验,结果表明,环己酮的萃取
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