含酚廢水處理技術(shù)進(jìn)展 酚廢水主要來源于焦化、煤氣、煉油和以苯酚或酚醛為原料的化工、制藥等 生產(chǎn)過程,其來源廣、數(shù)量多、危害大,是各國水污染控制中列為重點解決的有 毒有害廢水之一。在實際含酚廢水的處理中,對高濃度的含酚廢水,首先應(yīng)考慮 將酚加以回收利用;對含酚濃度較低、無回收價值的廢水或經(jīng)回收處理后仍留有 殘余酚的廢水,則必須進(jìn)行無害化處理,做到達(dá)標(biāo)排放,以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境 效益的統(tǒng)一。下面將概述含酚廢水無害化處理技術(shù)的研究進(jìn)展、發(fā)展趨勢。 好氧-厭氧工藝 好氧好氧或厭氧條件下生物降解有機物的能力都具有一定局限性,但采用厭氧好氧組合工藝,結(jié)果會有很大改善。采用厭氧-缺氧/好氧(A-A/O)工藝對焦化 廢水進(jìn)行處理,不僅可除酚,出水的 COD 與 NH3-N 均可達(dá)標(biāo),是對現(xiàn)有焦化廢水 活性污泥法處理的一種有效改良。采用厭氧固定膜-好氧生物處理工藝(即改進(jìn) 的 A/O 工藝)處理焦化廢水,在去除酚與氰的基礎(chǔ)上,可大幅度降低 COD、NH3N 等污染物,效果優(yōu)于好氧生物處理。 高降解活性菌種的篩選與培育 傳統(tǒng)的生物法大多是對自然界生長的微生
物群體經(jīng)馴化、繁殖后利用,但對酚類等毒性物質(zhì),僅靠從自然界獲得的菌種, 通常其降解活性有限。 為此, 許多學(xué)者進(jìn)行了高降解活性菌種的篩選及培育工作。 有人用降解五氯酚(PCP)的純菌來增強污泥系統(tǒng)活性,在加入 5%~7%的菌量、P CP 負(fù)荷增加到原來的 3 倍時,在 18 h 以內(nèi)就使出水 PCP 濃度得到穩(wěn)定,表現(xiàn)出 良好的抗負(fù)荷沖擊能力。利用連續(xù)流紫外誘變技術(shù)直接對活性污泥馴化培育,結(jié) 果表明,普通活性污泥在苯酚濃度達(dá)到 1200mg/L 時,仍顯示很高的降解活性。 顯然,引入高降解活性菌種能提高含酚廢水的降解率,但如何使這些優(yōu)良菌種長 期地在生物處理系統(tǒng)中占優(yōu)勢,并保持其高降解活性是我們要解決的主要問題。 酶處理技術(shù) 酶是一種高效專一的生物催化劑,自 20 世紀(jì) 80 年代起,開始了將
酶技術(shù)用于廢水處理的研究。選用適宜的酶來催化降解含酚廢水已有報道,如用 酪氨酸酶可以使苯酚得到 100%的降解;用辣根過氧化物酶處理含酚 330mg/L 的廢 水,酚去除率可達(dá) 97%~99%。但水溶性酶屬一次性消耗,導(dǎo)致處理成本高。為此 要解決的主要問題是降低成本、提高酶活性。 固定化細(xì)胞技術(shù)
近十幾年來,國內(nèi)外開展了將固定化細(xì)胞技術(shù)用于廢水處理的探索研究,以 克服活性污泥法中微生物易流失、細(xì)胞對毒物的承受能力低等缺點。用紅磚碎粒 為載體固定脫酚菌,可將該菌種 24h 最大耐酚能力由游離細(xì)胞的不足 180mg/L 提高到固定細(xì)胞的 820mg/L 左右,脫酚菌經(jīng)固定后,反應(yīng)速率增大,降解酚的能 力大大增強。用惡臭假單胞菌美國型技術(shù) 49451 構(gòu)造的固相細(xì)胞膜反應(yīng)器處理 酚,可使?jié)舛雀哌_(dá) 2000~3500mg/L 的酚完全降解,而懸浮狀態(tài)下的惡臭假單胞菌 只能處理濃度小于 1000mg/L 的酚。固定化細(xì)胞技術(shù)還處于研究階段,要投入實 際應(yīng)用,還面臨許多問題。 氧化處理技術(shù) 濕式催化氧化法 該法是在傳統(tǒng)的濕式氧化工藝中加入適宜的催化劑以降低反應(yīng)的溫度和壓 力,提高氧化分解能力,縮短反應(yīng)時間。若配合使用 H2O2、O3 等氧化劑,則可 加大自由基產(chǎn)生的速率,進(jìn)一步提高廢水處理能力。以 Cu(NO3)2 為催化劑,濕 式氧化處理煤氣含酚廢水(酚 7866mg/L,COD 22928mg/L)時,酚、氰、硫的去 除率達(dá) 100%, 去除率達(dá) 65%~90%。 COD 濕式催化氧化法雖對有機物的處理效率高, 但由于在高溫、高壓下反應(yīng),對設(shè)備要求高(要求耐高溫、耐高壓和耐腐蝕), 且催化劑的損耗大。 因而研究適合于溫和反應(yīng)條件下高效經(jīng)濟(jì)的催化劑是濕式催 化氧化法推廣應(yīng)用中要解決的重要課題。 光化學(xué)氧化法 光化學(xué)氧化是近十幾年來發(fā)展迅速的先進(jìn)氧化技術(shù),它的反應(yīng)條件溫和、氧 化能力強、適用范圍廣,特別適用于難生物降解的有毒有機物的處理。目前研究 較多的是非均相半導(dǎo)體光催化氧化法和均相光氧化法兩大類。 非均相半導(dǎo)體光催 化氧化法一般可使有機物完全降解,如用 TiO2 半導(dǎo)體光催化氧化較低濃度的含 酚廢水,在 pH=4 的環(huán)境下光解 2h,可使酚的去除率達(dá)到 100%。但是若要投入實 際運行,該法還面臨許多問題,如光量子效率低、反應(yīng)器的設(shè)計、固體催化劑的 回收和固定化技術(shù)以及催化劑的污染與活化等問題都有待于進(jìn)一步解決。 半導(dǎo)體 催化劑是該技術(shù)實際應(yīng)用的關(guān)鍵,因而經(jīng)濟(jì)、高效催化劑的選擇、改性及固定化 技術(shù)的研制開發(fā),是該技術(shù)在廢水處理中大規(guī)模應(yīng)用面臨的重要課題。與半導(dǎo)體 光催化氧化法相比,加入 O3、H2O2、Fenton 試劑等氧化劑與光一起作用的均相