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含酚废水的处理技术进展.pdf

含酚废水的处理技术进展.pdf

上传者: chemidoctor 2012-07-19 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《含酚废水的处理技术进展pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含年第期化工【l】间缸含酚废水的处理技术进展含酚废水主要来源于焦化、煤气、炼油和以苯酚或酚醛为原料的化工、制药等生产过程其来源广、数量多、危害大是各国符等。

年第期化工【l】间缸含酚废水的处理技术进展含酚废水主要来源于焦化、煤气、炼油和以苯酚或酚醛为原料的化工、制药等生产过程其来源广、数量多、危害大是各国水污染控制中列为重点解决的有毒有害废水之一。在实际含酚废水的处理中通常对高浓度的含酚废水首先应考虑将酚加以回收利用对含酚浓度较低、无回收价值的废水或经回收处理后仍留有残余酚的废水则必须进行无害化处理做到达标排放以实现经济效益与环境效益的统一。下面将概述含酚废水无害化处理技术的研究进展、发展趋势。一、生物处理技术生物法与物理、化学方法相比具有经济、高效的优点更重要的是可以实现无害化无二次污染、处理量大是目前应用最广的废水处理技术也是我国含酚废水无害化处理的主要方法。该法对较低浓度的含酚废水处理效果好对含酚浓度较高、毒性较强的废水由于存在毒性物质对微生物活性的抑制作用采用传统的生化法处理效率低。为此国内YI'~者对生物处理技术进行了大量研究。.以活性污泥法为基础改进传统生糖技术生物法中应用最广的首推活性污泥法该法作为传统的比较成熟的废水生物处理技术在水污染治理中发挥了重要作用已成为焦化、煤气、炼油、木材防腐等工业含酚废水无害化处理的主要方法。但该法同时也存在运行管理要求高、对毒物承受能力低、不适应冲击负荷、曝气池容积负荷低、污泥产生量大等不足之处对组成、浓度较高的含酚废水处理效果不理想。为提高常规活性污泥法的处理效率改良工艺的应用是近年来生物处理技术发展的一个重要方向之一。例如添加粉末活性炭的活性污泥法(PACT工艺)能大大增强对酚的去除效率可使出水酚的浓度降至.mg/L。在PACT工艺中由于活性炭对难降解有机物及微生物的吸附延长了这此微生物的接触时间(相当于延长污泥龄)增大了这些物质的生物降解机会因而PACT工艺对含酚废水的去除效率比普通活性污泥法要高。在普通序列间歇式活性污泥法(SBR工艺)中投加粉末活性炭即PACSBR工艺由于活性炭与污泥之间存在良好的相互调节作用不仅可以改善污泥沉降性能提高处理效率而且还可用于废水的脱色处理。除投加活性炭的改良工艺外还有利用形成生物铁絮凝体的生物铁法以及近年来开发的膜分离活性污泥法(由于混合液经膜过滤分离使难降解污染物及一些微生物被膜截留不断在系统内循环延长了难降解物质与微生物的接触反应时间从而可增强处理效果)这些改进工艺的处理效果均优于传统的生物处理技术。.好jli广厌氧工艺好氧或厌氧条件下生物降解有机物的能力都具有一定局限性但采用厌氧一好氧组合工艺结果会有很大改善。采用厌氧一缺氧/好氧(AA/O)T艺对焦化废水进行处理不仅可除酚出水的COD与NH厂N均可达标是对现有焦化废水活性污泥法处理的一种有效改良。采用厌氧固定膜一好氧生物处理工艺(即改进的A/O工艺)处理焦化废水在去除酚与氰的基础上可大幅度降低COD、NH厂N等污染物效果优于好氧生物处理。.高l解活性酋种的筛选与培育传统的生物法大多是对自然界生长的微生物群体经驯化、繁殖后利用但对酚类等毒性物质仅靠从自然界获得的菌种往往降解活f生有限。为此许多学者进行了高降解活性菌种的筛选及培育工作。Edgehi~等用降解五氯酚(PCP)的纯菌来增强活f生污泥系统在加入%''~/off菌量、PCP负荷增加到原来的倍时在h以内就使出水PCP浓度得到稳定表现出良好的抗负荷冲击能力。林哲等利用连续流紫外诱变技术直接对活性污泥驯化培育结果表明普通活性污泥在苯酚浓度达到(~ng/L时仍显示很高的降解活性。显然引人高降解活性菌种能提高含酚废水的降解率但如何使这些优良菌种长期地在生物处理系统中占优势并保持其高降解活性是我们要解决的主要问题。维普资讯http:wwwcqvipcom化工由间体年第期j理技术.酶是一种高效专一的生物催化剂自世纪年代起开始了将酶技术用于废水处理的研究。选用适宜的酶来催化降解含酚废水已有报道如用酪氨酸酶可以使苯酚得到的降解用辣根过氧化物酶处理含酚~ng/L的废水酚去除率可达%%。但水溶性酶属一次性消耗导致处理成本高。为此要解决的主要问题是降低成本、提高酶活性。固定化|胞技术近十几年来国内外开展了将固定化细胞技术用于废水处理的探索研究以避免活性污泥法中微生物易流失、细胞对毒物的承受能力低。朱柱等用红碎粒为载体固定脱酚菌可将该菌种h最大耐酚能力由游离细胞的不足mg/L提高到固定细胞的mg/L左右脱酚菌经固定后反应速率增大降解酚的能力大大增强。KaiCheeLoh等用PseudomonasPufida美国型技术构造的固相细胞膜反应器处理酚可使浓度高达~g/L的酚完全降解而悬浮状态下的PseudomonasPufida只能利用<(hng/L的酚。固定化细胞技术还处于研究阶段要进行实际应用还面临许多问题。.湿式催化氧化法该法是在传统的湿式氧化工艺中加入适宜的催化剂以降低反应的温度和压力提高氧化分解能力缩短反应时间。若配合使用、等氧化剂则可增加自由基产生速率进一步提高废水处理效果。张秋波等以Cu(NO)为催化剂湿式氧化处理煤气含酚废水(酚mg/L,CODmg/L)时酚、氰、硫的去除率COD去除率达‘%。湿式催化氧化法虽对有机物的处理效率高但由于在高温、高压下反应对设备要求高(要求耐高温、耐高压和耐腐蚀)且催化剂的损耗大。因而研究适合于温和反应条件下和高效经济的催化剂是湿式催化氧化法推广应用要解决的重要课题。先化学氧化法光化学氧化是近十几年来发展迅速的先进氧化技术它的反应条件温和、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。目前研究较多的是非均相半导体光催化氧化法和均相光氧化法两大类。非均相半导体光催化氧化法一般可使有机物完全降解如用TiO半导体光催化氧化较低浓度的含酚废水于pH时光解h可使酚的去除率达到%。但是若要投入实际运行该法还面临许多问题如光量子效率低、反应器的设计、固体f匕剂的回收和固定化技术以及催化剂的污染与活化等问题都有待于进一步解决。半导体催化剂是该技术实际应用的关键因而经济、高效催化剂的选择、改性及固定化技术的研制开发是该技术在废水处理中大规模应用面临的重要课题。与半导体光催化氧化法相比加入、、Fenton试剂等氧化剂与光起作用的均相光氧化法其氧化能力和光解速率都远远超过单纯的半导体光催化氧化法而且不存在催化剂的回收和固定以及催化剂的污染与活化等问题因而是一种十分简便的废水处理技术。常用的均相光氧化体系有:UV/、uV/}{=)、UV/Fenton、Irv()/草酸铁络合物等。其中在含酚废水处理中应用较多的是Fenton试剂光Fenton氧化法可在较短时间内将酚完全分解但对组成复杂的实际废水完全矿化则需要较长时间的光照及要消耗较大量的氧化剂。从经济上考虑光氧化法适于低浓度、少量废水的处理对有机物浓度较高的废水单纯采用光氧化法能耗高、氧化剂用量大在经济上是不可行的。用太阳光代替人工电光源可节省能源、降低成本被认为具有广泛的应用前景但是如何提高太阳光的光效率仍是研究的热点。超幡界水摹I化法它利用超临界水(Tc’Pc.MPa)作为氧化有机物的介质使气体、有机物完全溶于废水中气液相界面消失形成均相氧化体系大大提高了反应速率许多有机物在极短时间内就可完全分解被氧化成Ilo、C、N及其他无害小分子国内外的研究表明超临界水氧化法以及其他多种有机物的氧化降解是很有效的。超水氧化法因反应迅速、氧化程度彻底而倍受关注国外发达国家已建成中试及工业化装置并投入运行我国在这方面的研究仍处于起步阶段。超临界水氧化法由于在特殊的高温、高压状态下反应面临的芏要问题是反应器材的腐蚀对反应器材质要求高、功耗大因而在一定程度上限制了其工业化应用。研制长期耐高温、耐腐蚀的反应器材质是该法大规模工业化应用的关键。JIE声化学氧化法超声化学氧化法是世纪年代后期新发展起来的一种有机污染物高效处理技术其原理是利用超声波辐照溶液产生高温(>K)的空化气泡及强氧化性物质(如oH)使难降解有机物在此条件下完全氧化降解、无二次污染。但与其他水处理技术相比超声辐射降解法仍存在处理量少、费用高的问题目前仍属探索阶段其工业化应用还有许多尚需解决。维普资讯http:wwwcqvipcom年第期化工【l】间位焚烧法主要用于高浓度有韧废水的处理其实质是对废水进行高温空气氧化使有机物转化为无害的H、cO等小分子。当含酚废水中除酚外还含有多种其他高浓度有机污染物、组成复杂使酚的回收困难或不经济时可考虑采用焚烧法进行高温燃烧氧化实现无害化。当废水中有机物的发热量达到kJ/Kg以上时点火后燃烧可自动进行只需消耗少量的燃料来预热焚烧炉运行费用较低对发热量不够高的废水焚烧则需要消耗大量的燃料处理成本高一般认为当废水热值>.xlK.VKg时使用焚烧处理技术比其他技术更加经济、合理。但是由于实际废水组成复杂焚烧后可能产生有毒气体导致二次污染。从环境保护的角度考虑对含酚浓度低、无回收价值的废水或经回收处理后仍留有残余酚的废水须进行无害化处理做到达标排放。鉴于目前含酚废水无害化技术在实际应用中仍存在一定的局限性今后应加强以下几个方面的研究:加强生物处理新工艺、新技术及生化预处理技术的研究。生化法处理量大、处理成本低、无二次污染且其硬件设施和工艺流程均较成熟。可以预见在今后较长的一段时间内生化法仍将是含酚废水无害化的主要方法。为提高生化处理效果有必要加强旨在提高生化处理效率的生物处理新工艺、新技术及生化预处理技术的研究。(口强对先进氧化技术的应用研究。近年来有较大发展的先进氧化技术可在较短时间内将有机物氧化降解为c、H及其他低分子无机化合物去除效率高氧化速度快无二次污染可达到无害化处理的目的同时也避免了采用生物法处理时间长的缺点具有很好的应用前景。但要投入实际应用还面临诸多问题如设备投资费用和运行费用高、反应条件苛刻、对反应器材质要求高、处理量小等问题均有待于进一步解决。(嗯经济、高效的联用技术研究。考虑到含酚废水的复杂与多样性单纯采用一种方法往往难以达到预期目的因此要考虑几种技术的联用以实现高效、经济的目的。弟页因素如何提高国产苯胺的市场竞争力占领稳定的国内市场并走出国门抢占国际市场特别是亚洲市场是摆在我国苯胺生产企业面前个十分迫切的问题。针对存在的问题今后我国苯胺行业的发展应着重解决以下几个方面的问题:()随着全球经济的体化苯胺工业也将国际化因此我国苯胺工业应立足国际市场和技术水平开展工作首先要规模化经营降低生产成本走出国门。亚洲拥有苯胺的生产装置相对较少仅日本、韩国、印度等少数国家建有生产装置且韩国、印度的生产规模都很小主要为MDI配套生产每年都需进口大量的苯胺因此应瞄准亚洲这个潜力巨大的市场增加出口量。建议国内有关生产企业尽快提高生产技术水平扩大生产规模降低生产成本提高产品质量积极扩大出口特别是依据地理E的优势努力争夺具有较大市场潜力的亚洲市场以保证我国苯胺工业健康稳定发展。()加大苯胺下游产品的开发或调整力度促进苯胺的消费。由于我国经济发展对聚氨酯需求增长很快目前国内MDI需求量/~靠进口年进口量达到万多吨因此国外许多MDI生产厂家采取各种措施增加MDI在我国的销售量抢占中国市场并计划在中国投资生产大规模的MDI生产装置一旦世界级规模的MDI建成投产我国万吨/年MDI的小生产装置在成本、质量、技术等方面根本无法与其竞争如果不进行规模化改造将面临很大的困难。旦国内MDI受到冲击则苯胺生产必将受到很大的影响因此我国应采用一定的措施尽.陕扩大MI)I的生产规模增强市场竞争力以促进我国苯胺生产与需求的发展对苯二胺类防老剂的主要中间体对氨基二苯胺传统生产工艺是采用苯胺与对硝基氯化苯缩合而目前开发的清洁、低成本工艺则采用硝基苯与苯胺缩合。我国橡胶助剂企业应加大该技术的开发力度以增加对苯胺的消耗量。另外导电型聚苯胺及N一苯基马来酰胺等苯胺下游产品在我国也具有很好的开发利用前景。()我国苯胺生产主要集中在华东和东北地区随着国内染料和颜料逐渐向西南和华中地区转移西南与华中地区现有苯胺企业应抓住机遇扩大生产。()在现有基础上进一步加大科技投入力度提高产品质量。我国未来苯胺消费将逐步与国际接轨将大量用于MDI的生产因此主要企业要不断提高苯胺产品的纯度生产出MDI级产品以适应下游市场的需求变化。()提高生产技术水平加强对苯胺生产过程中废气和废水的处理将我国苯胺的生产提高到一个新水平以迎接加入WTO后的严峻考验。i维普资讯http:wwwcqvipcom

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