膜分離技術(shù)處理含酚廢水

由于酚類(lèi)物質(zhì)對生物活體均能產(chǎn)生毒害，它可通過(guò)皮膚及粘膜的接觸而吸入或經(jīng)口腔侵入體內，與細胞原漿中蛋白質(zhì)接觸后，形成不溶性蛋白質(zhì)，使細胞失活。一般低濃度酚可使蛋白質(zhì)變性，高濃度酚則使蛋白質(zhì)凝固，并繼續向體內滲透，引起組織損傷、壞死乃至使生物體中毒。而含酚廢水排放到自然環(huán)境中又很難通過(guò)自然降解過(guò)程凈化，一直成為化工生產(chǎn)過(guò)程中形成的、較難治理的污染物流。因此，如何合理而有效的處理含酚廢水是環(huán)境保護及綜合利用的重要研究課題。

1　傳統的處理方法

通�？梢愿爬�為兩類(lèi)：萃取法和吸附法。近年來(lái)，隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，有一些新的處理含酚廢水的方法在開(kāi)發(fā)和使用。例如，化學(xué)藥劑法、紫外線(xiàn)氧化法、生物處理法等。

1.1　萃取法

萃取是利用不同溶劑對苯酚的不同溶解度、共沸點(diǎn)或液體比重，通過(guò)向含酚廢水中添加具有選擇能力的萃取劑，萃取出酚類(lèi)，再通過(guò)蒸餾和沉降分離回收酚類(lèi)，減少向環(huán)境的排放。此法的優(yōu)點(diǎn)是過(guò)程簡(jiǎn)單，萃取劑可重復使用，適合于酚含量較高的廢水；缺點(diǎn)是能耗大，操作費用高，脫酚效果差，容易產(chǎn)生第三組分所帶來(lái)的二次污染。

1.2　吸附法

其原理是利用含酚廢水通過(guò)固體吸附劑時(shí)酚類(lèi)被吸附，以減少出水中的酚含量。解吸后的吸附劑可以再生利用。此法的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，能耗低，適合于酚含量較低的廢水；缺點(diǎn)是設備投資大，吸附劑效率低，同樣容易產(chǎn)生第三組分所帶來(lái)的二次污染。

1.3　化學(xué)藥劑法

此法是向含酚廢水中添加化學(xué)氧化劑，使酚氧化分解，適合于酚含量較低的廢水。此法沒(méi)有二次污染，工藝簡(jiǎn)單。但條件控制較嚴，氧化劑無(wú)法重復使用且價(jià)格昂貴，操作費用高。

1.4　紫外線(xiàn)氧化法

此法是含酚廢水通過(guò)裝有紫外燈的反應器，通過(guò)向反應器中通臭氧或添加雙氧水，達到去除酚類(lèi)的目的。此法的優(yōu)點(diǎn)是脫酚效率高。缺點(diǎn)是對高COD值的含酚廢水處理效果差。

1.5　生物處理法

此法是向含酚廢水中添加活性組分，通過(guò)生物降解完成含酚廢水的凈化。此法的優(yōu)點(diǎn)是處理效率高，設備簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是占地面積大，且只適用于低COD值的含酚廢水處理。以上這些方法雖各有優(yōu)缺點(diǎn)，但從綜合治理含酚廢水的角度出發(fā)，都難以達到穩定、可靠和安全的要求。

2　膜分離技術(shù)

近年來(lái)，國內外越來(lái)越廣泛地應用膜分離技術(shù)處理含酚廢水，達到了很好的效果，與傳統的處理方法比較其優(yōu)勢非常明顯。但對高COD值且成分復雜的含酚廢水，一直未找到一個(gè)很好的處理方法。

2.1　新技術(shù)

1997年，美國STEEDAENTERPRISES公司開(kāi)發(fā)出一種新型膜分離過(guò)濾設備——V+SEP。此設備采用一種新的膜振動(dòng)剪力增強處理技術(shù)，該技術(shù)的主要特點(diǎn)如下：

2.1.1　高濾速
流體經(jīng)過(guò)膜的平均流速是一般過(guò)濾工藝過(guò)濾流速的十多倍，且對膜產(chǎn)生的損耗非常小。

2.1.2　不結垢
由于采用振動(dòng)剪力增強處理技術(shù)，使膜的表面產(chǎn)生巨大的振動(dòng)剪力，阻止了濾速降低，從而使膜表面保持干凈。

2.1.3　高濃縮率
膜表面產(chǎn)生的巨大振動(dòng)剪力能保證其在不結垢的情況下產(chǎn)生高的濃縮率，因而能夠使物料的分離達到最佳極限。
由于該技術(shù)擁有眾多優(yōu)點(diǎn)，使其在分離過(guò)濾領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。而采用該技術(shù)的V+SEP設備應用到高COD值的含酚廢水處理上，效果非常明顯。

2.2　V+SEP設備

該設備使用以聚丙烯為材質(zhì)的分子膜，以泵為動(dòng)力，將液體中的水和其它烴類(lèi)化合物過(guò)濾分離。整個(gè)分離過(guò)程是不使用任何添加劑和催化劑的物理過(guò)程，不產(chǎn)生二次污染。另外其先進(jìn)的控制系統，使整個(gè)分離過(guò)程達到穩定、可靠和安全。分子膜的使用壽命約為3年。

3　膜分離技術(shù)處理含酚廢水

1998年初，美國STEEDAENTERPRISES公司與天津開(kāi)發(fā)區金�？乒べQ有限公司合作，對北京燕化化工二廠(chǎng)苯酚丙酮裝置含酚廢水的數據進(jìn)行了分析研究，確定用V+SEP設備處理含酚廢水。通過(guò)實(shí)驗，效果非常明顯，一次處理即可將被處理廢水的COD值降低85%。1998年底，我院根據實(shí)驗報告完成設計。

3.1工藝流程

3.1.1　規模及水質(zhì)
水量：5.0m3/h
水質(zhì)：COD1500mg/1
PH=4左右
水溫：7O℃
成分：苯酚、丙酮、異丙苯及無(wú)機鹽類(lèi)

3.1.2　工藝流程簡(jiǎn)述
裝置排出的含酚廢水先進(jìn)入調節罐進(jìn)行調節，然后經(jīng)進(jìn)水泵加壓［1.7MPa(G)］送入V+SEP中進(jìn)行分離過(guò)濾。為了去除廢水中大的懸浮顆粒，減少其對V+SEP設備中濾膜表面的磨損，在進(jìn)水泵前的管路上設置了管道過(guò)濾器。

廢水經(jīng)V+SEP的分離過(guò)濾產(chǎn)生出過(guò)濾物和濾清液，濾清液被排入濾清液罐［0.1MPa(G)］，然后用排水泵將濾清液送往污水凈化廠(chǎng)進(jìn)一步處理。分離過(guò)濾產(chǎn)生的過(guò)濾物［1.5MPa(G)］送去焚燒或裝桶外運銷(xiāo)售，進(jìn)一步綜合利用或作燃料。V+SEP設備投入運行時(shí)，過(guò)濾物排放自控閥關(guān)閉，通過(guò)濾膜過(guò)濾廢水中的有機質(zhì)和懸浮顆粒被截留到V+SEP設備中。當被截留物達到一定濃度時(shí)，過(guò)濾物排放自控閥開(kāi)啟，過(guò)濾物被排入過(guò)濾物罐。這是個(gè)循環(huán)過(guò)程，可保證廢水被連續不斷地處理。

3.1.3　出水水質(zhì)
濾清液：流量4.68m3/hCOD225Omg/1
過(guò)濾物：流量0.32m3/hCOD199219mg/1

3.1.4　控制水平
V+SEP設備的控制系統完全由邏輯程序控制器(PLC)提供，它可自動(dòng)測試并選擇合適的參數來(lái)保證設備正常地運行。此外，它還包括自動(dòng)清洗、自動(dòng)關(guān)閉、自動(dòng)報警、數字檢測顯示器、遙控檢測及監聽(tīng)等一系列措施，保證整個(gè)系統安全、可靠、穩定地運行。

3.2　技術(shù)經(jīng)濟

3.2.1　主要設備

1)進(jìn)料平衡罐(玻璃鋼)：1臺

2)進(jìn)料泵(耐酸泵)：2臺

3)V+SEP設備(進(jìn)口)：1臺(底座尺寸1.2×1.2m，總高4.6m)

4)出料濾清液罐(玻璃鋼)：1臺

5)出料過(guò)濾物罐(玻璃鋼)：1臺

6)排水泵(耐酸泵)：2臺

7)玻璃鋼管道

8)管道過(guò)濾器：1臺

3.2.2　技術(shù)經(jīng)濟分析

1)設備投資：500萬(wàn)元人民幣

2)向酚丙酮裝置收排污費(6.8元/噸)：391萬(wàn)元/年

3)給污水凈化廠(chǎng)交排污費(6.8元/噸)：55萬(wàn)元/年

4)操作運行費：電費(用電量2O.5KW/h)12萬(wàn)元/年
　  其它10萬(wàn)元/年
    預計總投資回收年限為兩年。

4　結論

(1)V+SEP設備處理一噸水僅耗電4KW，是一種節能設備且占地面積非常小。

(2)如兩臺V+SEP設備串聯(lián)使用，COD的去除率達98%，可極大地緩解污水凈化廠(chǎng)的壓力。來(lái)源：谷騰水網(wǎng)