污水处理技术工艺

化工废水处理 | 含酚废水的处理技术分析

发布日期:2019-04-13 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

苯酚废水主要来源于以苯酚或苯酚为原料的焦化、煤气、炼油、化工和医药生产。它来源广泛,数量多,危害大。它是世界各国水污染防治中最重要的有毒有害废水之一。

此废水处理原则:

主要研究结果如下:(1)高浓度含酚废水应优先考虑苯酚的回收利用;

(2)含酚浓度低、无回收价值的废水,或经回收处理后含酚废水,必须无害化处理,达到达标排放,实现经济效益与环境效益的统一。

1、化学法处理

1.1 缩聚法

反应原理是在一定的温度和压力下,苯酚和甲醛与催化剂反应生成酚醛树脂。产品经固体液分离后,含有酚类的二次废水通过固定床和动态逆流活性炭吸附降低到一定浓度,使废水酚类含量达到排放标准。该方法具有面积小、流量小、处理效果稳定等特点。目前,该方法已用于一些树脂厂、塑料厂、石化炼油厂和一些高浓度硝基苯酚废水中的“碱性渣”处理。部分树脂厂采用预处理、吸附、氧化三阶段处理方法,对酚类废水进行综合利用,效果显著。

1.2 氧化法

在废水中加入化学氧化剂,分解酚类物质,氧化水中的还原性物质。该方法主要用于低浓度含酚废水(<1000 mg/L)的处理。常用的化学氧化剂有臭氧、高锰酸钾等。采用衍生化气相色谱法和GC/MS对黄磷诱导氧化水中苯酚的降解产物进行了定性和定量分析,在潮湿的环境中,黄磷能与氧反应生成大量的O、O3、PO2等活性物质,对污染物具有降解和破坏作用。在适宜的反应条件下,苯酚的去除率可达95%以上。

物化法处理含酚废水

2.1 萃取法

常用的萃取剂是苯,丁醇等。

目前,N-503、TBP和TOPO的应用较为广泛。其中N-503是最常用的高效脱酚萃取剂。苯酚的萃取分配系数大于苯等萃取剂。单级萃取率可达95%以上。但萃取后的废水中苯酚含量仍不符合排放标准,且含有微量萃取剂,可能造成二次污染。因此,N-503萃取工艺仅作为高浓度含酚废水的一级回收处理,必须进行二级生化处理,使废水达到排放标准。葛宜掌等。进一步提出了一种协同复合萃取法回收含酚废水中的酚类物质。基于该方法的理论,开发了四种新型HC萃取剂。采用HC-3和HC-4萃取剂进行单级萃取,可使废水中苯酚含量降至10 mg/L以下,苯酚去除率可达99%以上。

2.2 吸附法

目前,更广泛使用的固体吸附剂是活性炭和磺化煤。

树脂吸附主要采用大孔树脂作为吸附剂。近年来,人们对多孔高分子吸附剂在丙烯酸基质中对苯酚的吸附进行了研究,显示出较好的苯酚去除效果。目前,我国已开发出H系列、GDX系列和NKA系列树脂,其性能接近或优于国外产品。常用的树脂有H≥10 3、NKA-2、DA 2 0 1树脂等。采用二次交叉法制备了H-103大孔树脂。H-103大孔树脂的比表面积为1000m2×g,平均孔径为90。H-10 3大孔树脂的平均孔径为10 0 0 0m2μg。它对苯酚分子具有较大的范德华力,并具有较强的吸附能力,可用于含酚废水的处理。采用DA-201大孔树脂处理酚醛树脂和环氧树脂生产中含酚高达8000 mg/L~40000 mg/L的废水。经预处理后,苯酚含量可降至0.5 mg/L以下,达到国家排放标准。

活性炭纤维(ACF)、聚乙烯醇阳离子交换纤维(PVA)也可用于高浓度苯酚的吸附。它具有比表面积大、微孔结构独特、官能团多等特点。吸附再生速度快,交换容量大。例如,PVAF对苯酚的吸附量大于95%,二次吸附对苯酚的去除率为99.99%。

2.3 液膜法

自1968年N.N.Li首次采用液膜技术以来,该方法对其国内外分离技术进行了大量研究。对于酚含量为几千mg / L的酚醛树脂废水,经处理后,可达到国家排放标准,无二次污染。目前,该方法主要用于焦化废水和双酚A废水的处理。

2.4 蒸汽脱酚法

挥发酚与水蒸气可形成共沸混合物。利用两相苯酚平衡浓度的差异,在强对流作用下将苯酚由水相转化为气相,从而净化废水。从碱液中可回收粗酚。该方法主要用于高浓度挥发性酚类的处理,回收的酚类质量好,不引入其他污染物。

3、苯酚废水的生化处理

生化法是一种利用微生物对废水进行净化的方法。当废水中苯酚浓度为50 mg/L~500 mg/L时,适宜于生化处理。在使用生化法时,应注意废水中不应含有焦油或油类物质,否则会造成微生物死亡。

3.1 活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥为主体的污水处理方法。目前,该方法已成为焦化、煤气、炼油、染料等工业废水的主要处理方法。

优点:设备简单,处理效果好,受气候条件影响较小。

缺点:预处理要求高,运行费用高。根据生化反应动力学理论,满春生等。研究了温度对活性污泥法处理含酚废水的影响。结果表明,当水温从20~25%提高到50~55%时,出水中苯酚的合格率由88%提高到100%,COD的去除率由68%提高到85%。另外,在好氧条件下,在活性污泥上固定化光合细菌(PSB)、驯化培养和处理酚类废水,可以显著提高去除酚类物质的能力,减少细菌的损失。耐冲击性强,对温度、酸碱值适应性广。

刘长风和其他用于苯酚作为唯一碳源和能量的无机盐驯服液体在沈阳的一家气体工厂的土壤中被驯化和培养,并被分离和筛选到编号为mw-1的苯酚降解细菌植物中。该菌株可耐受高达1,600mg/l酚,其降解性能表明细菌具有很强的苯酚降解能力,在30°c,ph 5.5~7.5,液体含量为60毫升,接种能力为20%,在120r/min的振荡速度下,经过6h的振荡培养后,400mg/l的苯酚降解率可以达到80+。虽然葡萄糖对细菌的苯酚的生长和降解有一定的抑制作用,但在葡萄糖存在下,细菌对苯酚的降解速度仍然接近60(600 mg/l)。

3.2 生物膜法

生物膜是一种生长在固定介质表面的由好氧微生物及其吸附和截留的有机物和无机物组成的粘膜。在废水处理过程中,废水通过生物膜流动。在好氧条件下,利用生物膜中的微生物对废水中的有机物进行氧化处理,使处理后的废水得到排放或灌溉。

具体应用方法有生物滤池法、生物转盘法、接触曝气法等。近年来,我国生物膜工艺的研究和发展主要集中在两个方面:生物膜过程的动力学模型、新型填料的开发、接触曝气法对“无污泥缺氧”操作的控制以及无污泥缺氧生物膜工艺运行控制的研究。在工业废水处理中的应用。

3.3 生物接触氧化法

该方法也称为ASFF方法,结合了生物膜法和活性污泥的优点。自1980年以来,它已在中国广泛使用。特别是,在染料废水处理方面已经取得了很好的效果。该方法采用人工曝气,填料完全浸入污水中,使微生物以固定生物膜的形式附着在填料表面,与待净化的污水接触,从而降解和转化有机污染物。在水里。通过多级ASFF工艺处理含酚废水。当苯酚浓度为190mg / L~900mg / L时,水力负荷为0.02m3 / m2 / d~0.22m3 / m2 / d,当水温为20℃时,苯酚去除率可达99.99%。

3.4 厌氧法

除酚类废水的好氧处理外,近年来厌氧处理的研究也取得了积极的成果。研究人员在焦化废水厌氧生物处理实验中发现,焦化废水中的甲酚和二甲酚对厌氧微生物有抑制作用。因此,厌氧处理一般采用颗粒活性炭(GAC)滤床或流化床、GAC膨胀床等。废水中的大部分抑制性有机物首先吸附在活性炭上,从而降低了对厌氧微生物的抑制作用。该方法处理废水的主要问题是:COD、TOC去除率不高,一般在70%左右,GAC饱和快,使用周期短,再生困难,处理时间长。

此外,处理低浓度苯酚废水的方法还包括电解、温度氧化、光催化氧化和酶催化氧化。

氧化处理技术

湿式催化氧化法

该方法是在传统的湿式氧化工艺中添加合适的催化剂,以降低反应温度和压力,提高氧化分解能力,缩短反应时间。同时使用H2O2、O3和其他氧化剂,可以提高自由基的生成速率,进一步提高废水的处理能力。以Cu(NO3)2为催化剂,采用湿式氧化法处理含酚废水(苯酚7866 mg/L,COD22928 mg/L),苯酚、氰化物和硫的去除率分别为100%和65%。湿式催化氧化法虽然对有机物有较高的处理效率,但由于其在高温高压下的反应,对设备要求高(高温、高压、耐腐蚀),催化剂损耗大。因此,研究适用于温和反应条件的高效、经济的催化剂是湿式催化氧化技术推广应用中需要解决的重要问题。

光化学氧化法

光化学氧化是近年来发展迅速的一种先进的氧化技术。其反应条件温和,氧化能力强,具有广泛的应用前景。特别适用于难生物降解的有毒有机物的处理。目前,非均质半导体光催化氧化和均匀光催化氧化有两种,一种是非均质半导体光催化氧化,另一种是均匀光氧化。非均质半导体光催化氧化可完全降解有机物,如采用TiO 2半导体光催化氧化低浓度含酚废水,在pH=4的条件下2h内苯酚去除率可达100%。

通常使用的均相光氧化系统是:UV / O 3,UV / H 2 O 2,UV / Fenton,UV / H 2 O 2 /草酸铁络合物等。其中,Fenton试剂广泛用于含酚废水的处理。轻Fenton氧化法可以在短时间内完全分解苯酚。然而,对于具有完全组成的复杂废水,完全矿化需要长时间的照射并且消耗更大量的氧化剂。

从经济角度看,光氧化法适用于处理低浓度、低浓度的废水。对于有机物浓度较高的废水,光氧化法能耗高,氧化剂用量大,在经济上不可行。用日光代替人工光源可以节约能源,降低成本。具有广阔的应用前景。然而,如何提高光照效率仍然是一个研究热点。

超临界水氧化法

它使用超临界水(tc≥374°c,pc≥22.1 mpa)作为氧化有机物的介质,使气体和有机物完全溶解在废水中,气-液相界面消失,形成均匀氧化体系,从而大大提高了反应速率。许多有机物可以在很短的时间内完全分解,并被氧化成h 2o、co2、n2等无害的小分子。国内外研究表明,超临界水氧化等有机化合物在氧化降解中非常有效。超临界水氧化因其快速反应和完全氧化而受到广泛关注。国外发达国家已建成并投入运行的中型试验和工业设施。我国在这一领域的研究还处于起步阶段。由于超临界水氧化在特殊高温高压下的反应,所面临的主要问题是反应设备的腐蚀,对反应炉的材料要求高,功耗高,从而在一定程度上限制了其工业应用。长期发展高温耐腐蚀反应器材料是该方法大规模工业应用的关键。

超声波化学氧化法

超声波化学氧化是20世纪80年代后期发展起来的一种新的、高效的有机污染物处理技术。超声化学氧化的原理是利用超声辐照溶液在高温(>5000K)下产生空化气泡和强氧化性物质。在此条件下,难降解有机物完全氧化降解,无二次污染。然而,与其他水处理技术相比,超声辐射降解方法仍然存在处理能力小、成本高的问题。目前,该技术尚处于探索阶段,其工业化应用尚待解决。

考虑到含酚废水的复杂性和多样性,单用一种方法难以达到预期目标。因此,为了达到高效、经济的目的,必须考虑多种技术的结合。

含酚废水处理技术的发展趋势

焚烧处理技术主要用于高浓度有机废水的处理。其实质是利用高温空气氧化废水,使有机物转化为双氧水、二氧化碳等无害小分子。当含酚废水中除苯酚外还含有多种其他高浓度有机污染物,且其组成复杂,使苯酚回收困难或不经济时,可考虑高温燃烧氧化,达到无害化。

当废水中有机物的热量达到4360 kj/kg或以上时,可在点火后自动进行燃烧,只有少量燃料消耗以预热焚烧炉,运行成本低;对于不能产生足够热量的废水,焚化需要大量燃料和高昂的处理成本;一般认为,当废水的热值为1.05×104kj/kg时,使用焚化处理技术比其他技术更经济、更合理。但是,由于实际废水的复杂组成,焚烧后可能产生有毒气体,造成二次污染。

焚烧处理技术

与物理化学方法相比,生物法具有经济、高效的优点,更重要的是可以实现无害化、二次污染和大处理量。它是目前应用最广泛的污水处理技术。它也是我国对含酚废水进行无害化处理的主要方法。该方法对低浓度、高浓度、毒性强的含酚废水具有较好的处理效果。由于有毒物质对微生物活性的抑制作用,传统的生化方法对废水的处理效率较低。因此,国内外学者对生物处理技术进行了大量的研究。

基于活性污泥法,改进了传统生物技术生物方法中最广泛使用的催化活性污泥法。该方法作为一种传统成熟的废水生物处理技术,在水污染防治中发挥了重要作用,已成为焦化,燃气,炼油,木材防腐等工业含酚废水无害化处理的主要方法。然而,该方法还具有高操作管理要求,对毒物的耐受性低,不适合冲击负荷,曝气池的低体积负荷和产生大量污泥的缺点。理想。为了提高常规活性污泥法的处理效率,改进工艺的应用是近年来生物处理技术发展的重要方向之一。

例如,粉末活性炭的活性污泥法(PACT法)可以大大提高苯酚的去除效率,将废水中的苯酚浓度降低到0.01mg/L。在PACT法中,由于活性炭对难降解有机物和微生物的吸附,微生物的接触时间SMS(相当于延长污泥龄)延长,这些物质的生物降解机会增加。因此,PACT工艺对含酚废水的去除效率高于传统活性污泥法。

在常规批量活性污泥工艺(sbr工艺)中加入粉体活性炭的pac-sbr工艺不仅提高了污泥沉淀性能,而且提高了处理效率,因为活性碳和污泥之间存在良好的相互调节。也可用于废水脱色。另外除了改良添加活性炭的工艺外,也有使用生物铁方法形成生物絮凝剂,以及近年发展出来的膜分离活性污泥方法(因为混合物被膜过滤分离,使污染物降解困难,部分微生物被膜捕获,继续在系统中循环,难降解物质与微生物的接触反应时间延长,可提高处理效果。这些改进的工艺优于传统的生物处理技术。

化工废水处理 | 含酚废水的处理技术分析

优质文章推荐

更专业的污水处理工程设计、工程总包服务

鸿淳环保公司成立以来一直专注于为企业提供更专业的污水处理方案,切实解决客户的污水处理难题。运用我们自主研发的多项专利技术和专利设备已成功为全国各地的众多企业提供了专业的污水处理方案,尤其是在两广地区,已有超过30个不同行业不同污水类型的成功案例并系统正常运行稳定出水达标。雄厚的技术实例、专业产品和高效服务水平,一定能成为您值得信赖的污水处理解决专家。

foto
鸿淳环保运用自主研发的污水处理专利技术,针对客户实际情况,一站式轻松解决污水处理困扰
  • 更节省成本的污水处理方案
  • 占地更少的系统规划
  • 有效降低污水处理成本
  • 博士级专家免费提供技术方案
  • 多行业领域丰富成功实例经验
  • 完善的售后服务确保出水达标

公司一直与国内著名专业设计院紧密合作,拥有一批具有丰富理论知识和时间经验的水处理专家,经长期的技术研发和经验积累,成功研发出多项污水处理的专利技术,在实际的运用中取得良好的效果和口碑。我们的团队拥有更专业的污水处理工程设计、方案定制能力,设备的采购、安装调试及运行管理一站式解决客户污水处理难题。