布瑞頓

[拼音]:hanfen feishui chuli

[英文]:phenolic wastewater treatment

含有酚類物質的廢水來源廣泛,危害較大。焦化廠、煤氣廠、煤氣發生站產生大量含酚廢水,酚濃度達1000~3000 毫克/升,還含有油、懸浮物、硫化物、氨氮、氰化物等汙染物。石油煉製廠、頁岩煉油廠、木材防腐廠、木材乾餾廠,以及用酚作原料或合成酚的各種工業,如樹脂、合成纖維、染料、醫藥、香料、農藥、炸藥、玻璃纖維、油漆、消毒劑、上浮劑、化學試劑等工業生產過程中都可產生不同數量和性質的含酚廢水。

含酚廢水不經處理排入水體,會危害水生生物的繁殖和生存。水體含酚0.1~0.2毫克/升,魚肉就有酚味;含酚1毫克/升,會影響魚產卵和迴游,含酚5~10毫克/升,魚類就會大量死亡。飲用水含酚,能影響人體健康。即使酚濃度只有0.002毫克/升,用氯消毒也會產生氯酚惡臭。農作物經高濃度含酚廢水灌溉,會枯萎死亡。

世界上有許多水體遭到含酚廢水的汙染,例如密西西比河、萊茵河、伏爾加河、松花江等。防止含酚廢水對環境的汙染已引起普遍重視。關於含酚廢水處理技術的研究,英國、蘇聯早在20世紀30年代就開始進行,中國是從50年代開始的。一些國家興建了處理含酚廢水的構築物,廣泛開展了各種研究工作。解決含酚廢水問題,目前有兩個基本途徑。一是改革工藝,降低廢水含酚濃度,或將廢水迴圈重複使用,減少排出量。如中國的一些煤氣站採用閉路迴圈系統後,消除了對江河的酚汙染;蘇聯把焦化廠含酚廢水摻入其他工業冷卻迴圈用水系統;美國道氏化學公司把酚和氯鹼的生產合為一個“閉路生產圈”,不排出廢水。二是對廢水進行回收利用。酚是重要的化工原料。從廢水中提酚,是酚的一個重要來源。德意志聯邦共和國每年從焦化廠、煤氣廠含酚廢水中回收的酚達1萬噸。

對高濃度含酚(酚大於1000毫克/升)廢水通常先進行回收,再進行無害化處理,一般處理流程如圖1。

從廢水中回收酚的方法主要有:

萃取法

這種方法脫酚效率高,萃取劑來源廣泛,得到廣泛應用。中國已有幾十座萃取脫酚裝置在執行。美國約有三分之一、波蘭約有四分之一的焦化廠採用溶劑萃取法脫酚。常用的萃取劑為苯、重苯、醋酸丁酯、輕油等。脈衝篩板萃取塔的裝置不甚複雜,脫酚效率一般為93~97%,在中國普遍使用。圖2為中國某煤氣廠含酚廢水的萃取脫酚和生物處理的流程圖。這家工廠產生的高濃度含酚蒸氨廢液(含酚2500~3000毫克/升)經除油、沉澱、冷卻後送入脈衝萃取塔,脫酚後的出水(含酚100~150毫克/升)進入中間水罐,與低濃度的含酚終冷廢水混合,用泵送入曝氣池,池入口廢水的含酚濃度如為50毫克/升,池出水含酚濃度一般可降到0.5毫克/升。萃取劑中的酚在鹼洗塔中和鹼液結合為酚鈉鹽,進入酚鈉槽進行脫鈉,回收酚。萃取劑經鹼洗、再生、迴圈使用。

離心萃取機是一種萃取效率高、體積小、溶劑用量小的裝置,脫酚率可達99%。美國、日本、德意志聯邦共和國已用於生產。

蒸汽脫酚法

採用較早的脫酚方法,操作簡單,適用於處理含揮發酚為主的廢水。此法的實質在於酚與水蒸汽形成的共沸的混合物,水中的酚轉入蒸汽中而使廢水得到淨化,再用鹼液洗滌含酚蒸汽以回收酚。脫酚率約80% 左右。美國有的工廠用此法處理來自焦油提取、對異丙基苯-酚生產等廢水,曾獲得97%的脫酚效率。此法不用有機溶劑,回收酚的質量好,處理水量較大,操作較簡單;但只能回收揮發酚,蒸汽用量大,脫酚塔塔體龐大,廢水中剩餘酚濃度較高。

吸附法

應用較多的是活性炭吸附。美國、英國用此法從水質較單純的化工廠、農藥廠廢水中回收酚。英國菲遜·比斯特農業化學公司的廢水經活性炭吸附處理,酚含量由800毫克/升降為8毫克/升,脫酚效率達99%。用活性炭濾器作為煉油廠廢水高度淨化裝置,已在中國湖南長嶺煉油廠、北京東方紅煉油廠使用。捷克斯洛伐克相當普遍地用廉價的吸附劑爐渣處理焦化廠含酚廢水,除酚效率可達75%。美國用大孔吸附樹脂從含酚廢水中回收酚獲得成功。

離子交換法

用離子交換劑脫酚,以弱鹼性陰離子交換樹脂吸附和再生回收酚的效果為最好。德意志聯邦共和國早在50年代就用弱鹼型陰離子交換樹脂從煤氣廠、焦化廠等廢水中回收大量的酚。中國在醫藥工業中已廣泛應用磺化煤濾器脫酚,上海第六製藥廠的磺化煤吸附脫酚效率可達98%以上。

化學沉澱法

投加化學藥劑使廢水中的酚生成沉澱物而分離回收,如樹脂廠中的高濃度含酚和甲醛的廢水經進一步蒸發濃縮後使酚與甲醛縮合成酚醛樹脂;用氧化鈣使泥煤煤氣站廢水中的酚、脂肪酸轉變為鈣鹽再進一步回收。

生物法

濃度較低沒有回收價值的含酚廢水,或經回收處理後每升含酚數十至數百毫克的廢水需進行淨化處理,然後排放或回用。常用的淨化處理方法有:

(1)活性汙泥法:處理效果好,費用較低。隨活性汙泥生物學研究的進展,活性汙泥培育技術的提高,特別是高效破酚菌種的馴化和應用,以及新型高效能裝置的出現,使此法成為處理各種含酚廢水的主要方法。除酚效率可達到95~99%。

(2)生物濾池法:對負荷變動的適應性強,操作管理簡單。近年來出現了塑料濾料濾池、塔式生物濾池、生物轉盤等,克服了普通濾池佔地面積大、處理效率低的缺點,已應用於焦化廠、煤氣廠、化學纖維廠的含酚廢水處理。

(3)氧化塘法:利用自然生物作用進行淨化。美國使用較多,用於處理煉油廠、焦化廠等的含酚廢水。此法處理費用低,但佔地面積大,如具備土地條件,可考慮採用。

除上述方法外,還可採用化學氧化法、催化氧化法、光化學氧化法、電化學氧化、燃燒等方法處理含酚廢水。經過二次處理後的廢水,酚等有害物含量大大降低,可用於農業灌溉或熄焦、水力除灰等。

參考文章

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