含酚廢水處理工藝分析

　　一、廢水來(lái)源

　　酚類(lèi)化合物作為一種重要的化工原料或中間體，廣泛應用于樹(shù)脂、尼龍、增塑劑、抗氧化劑、聚酯、藥品、殺蟲(chóng)劑和汽油添加劑等多種商品的生產(chǎn)中。近年來(lái)，隨著(zhù)酚類(lèi)化合物需求的增加和生產(chǎn)規模的不斷擴大，含酚工業(yè)廢水的排放給環(huán)境造成了嚴重的污染目前處理含酚廢水已成為水處理的一大難題。

　　二、廢水水質(zhì)及處理要求

　　一、含酚廢水處理工藝分析

　　含酚廢水處理原則：

　�、� 對高濃度的含酚廢水，首先應考慮將酚加以回收利用;

　�、� 對含酚濃度較低、無(wú)回收價(jià)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(wú)害化處理，做到達標排放，以實(shí)現經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的統一。

　　3.1 工藝選擇

　　化學(xué)氧化法 在廢水中添加化學(xué)氧化劑，使酚分解。常用的氧化劑有：臭氧、高錳酸鉀、二氧化氯等。

　　研究表明，僅使用高錳酸鉀作為活性組分時(shí)，對高濃度苯酚分解效果不明顯，且需要固體進(jìn)料裝置，且存在化學(xué)藥劑消耗量大、價(jià)格較昂貴的問(wèn)題，工業(yè)上應用較少。二氧化氯在水處理中使用方便，不會(huì )形成二次污染，具有去嗅、去異味的能力。但由于所用藥劑消耗量大、價(jià)格較昂貴，用于廢水處理很不經(jīng)濟，因此工業(yè)上應用較少。臭氧氧化的能力強，有殺菌能力，用它來(lái)處理含酚廢水，無(wú)惡臭物質(zhì)產(chǎn)生，但由于廢水中污染物分散度大，臭氧在水中的溶解度較小，使其在水處理中的利用率比較低，且臭氧產(chǎn)生費用高，使其工業(yè)應用受到限制。

　　濕式催化氧化法 該法是在傳統的濕式氧化工藝中加入適宜的催化劑以降低反應的溫度和壓力，提高氧化分解能力，縮短反應時(shí)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。

　　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，對設備要求高(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條件下高效經(jīng)濟的催化劑是濕式催化氧化法推廣應用中要解決的重要課題。

　　吸附法 吸附法是利用吸附劑的多孔性質(zhì)將廢水中的酚類(lèi)物質(zhì)吸附，吸附飽和后，再利用堿液、蒸汽或有機溶劑進(jìn)行解吸脫附。常用的吸附劑有磺化煤、活性炭、沸石、大孔樹(shù)脂等。

　　磺化煤再生容易，但吸附容量較小，需進(jìn)行二級處理，限制了它的廣泛應用�；钚蕴康奈�附容量大，對高、低濃度廢水都有較好的去除效果，但再生問(wèn)題是制約其發(fā)展的關(guān)鍵。大孔樹(shù)脂有大量的孔穴和較大的比表面積，具有良好的疏水性，對酚類(lèi)物質(zhì)吸附可逆性好。大孔樹(shù)脂處理含酚量較低的廢水己取得較好的效果，但由于吸附量有限，對于含酚量較高的廢水處理效果明顯下降。

　　吸附法脫酚率一般在80%左右，操作繁瑣，消耗大，成本高，但設備簡(jiǎn)單，便于自行制造，一般用于小規模的含酚廢水的回收。

　　萃取法 萃取，又稱(chēng)溶劑萃取或液液萃取，是利用系統中組分在溶劑中有不同的溶解度來(lái)分離混合物的單元操作。即利用物質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中溶解度或分配系數的不同，使溶質(zhì)物質(zhì)從一種溶劑內轉移到另外一種溶劑中的方法。

　　溶劑萃取技術(shù)的關(guān)鍵是選擇可再生萃取劑和經(jīng)濟高效的對酚類(lèi)進(jìn)行回收，常用萃取劑有MIBK、苯、醋酸丁酯、異丙醚等。在選用萃取劑時(shí)，分配系數盡量高為好，在應用上還需考慮價(jià)廉易得，不溶或少溶于水，水中不乳化，溶劑蒸氣分壓小，化學(xué)穩定性強、對設備腐蝕性小，毒性小等。

　　溶劑萃取法回收酚應用較廣，是工業(yè)上常用的廢水脫酚方法之一，它的優(yōu)點(diǎn)是處理能力大、能有效地回收和利用廢水中的酚類(lèi)化合物，具有一定的經(jīng)濟效益。

　　廢水酚含量較高，考慮酚的回收利用，優(yōu)選萃取的方法。

　　3.2 萃取劑選擇

　　綜合考慮，優(yōu)選特效萃取劑

　　3.3 萃取工藝

　　3.3.1萃取原理介紹及選擇

　　萃取是利用有機物在萃取劑中的溶解度遠大于在水中的溶解度的原理來(lái)分離廢水中有機物的一種技術(shù)。萃取的核心在萃取劑，好的萃取劑能夠最大限度的溶解水中目標有機物且具有極小的水溶性。

　　3.3.2萃取劑優(yōu)點(diǎn)

　　鑒于現有萃取劑的局限性，我司研發(fā)了一種新型萃取劑A。經(jīng)過(guò)重復實(shí)驗驗證，廢水揮發(fā)酚在萃取劑A中與水相中的分配系數高達200：1，10%量的萃取劑與廢水混合，分層極快，單級萃取率達99%以上，該萃取劑為我司根據含酚廢水性質(zhì)，專(zhuān)注研發(fā)合成，萃取劑具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　A.沸點(diǎn)高：(沸點(diǎn)高達380℃)萃取后，分離含酚溶劑與萃取劑時(shí)，只需要把含酚溶劑氣化，能耗低，折算至噸水的能耗僅0.02噸蒸汽，約4元/噸水;

　　B.性質(zhì)穩定：萃取劑在加熱條件下，化學(xué)性質(zhì)穩定;

　　C.萃取效率極高：萃取劑使用量?jì)H10%左右，遠高于常規萃取劑，如甲苯、異丙醚等;

　　D.萃取劑在水中溶解度低，為10-12. 故萃取劑不會(huì )反溶入水相，水相的COD不會(huì )增加;

　　E.萃取過(guò)程中，有機相與水相分相極快;

　　F.萃取劑在水相中的分配系數高達200：1。

　　3.3.3 酚的提取

　　酚的提取方法有2種：精餾和反萃

　　3.3.3.1反萃

　　與萃取過(guò)程相反，被萃取物從有機相返回水相的過(guò)程。

　　苯酚在以有機物的形態(tài)存在時(shí)，它在萃取劑中的溶解度遠大于在水中的溶解度，則可將苯酚萃取到有機相中。若苯酚以苯酚鈉即以鹽的形態(tài)存在時(shí)，它在水相中的溶解度遠大于在有機相中的溶解度，此時(shí)可將苯酚反萃到水相中，從而分離苯酚和萃取劑。

　　堿液與污萃取劑完全混合后，污萃取劑中99%的苯酚均從有機相進(jìn)入到水相中。

　　通過(guò)耙式干燥機可將苯酚鈉溶液干燥，苯酚鈉可回收利用。

　　耙式真空干燥機主要由攪拌軸、筒體、傳動(dòng)系統和密封裝置等部分組成。干燥所需熱量主要由攪拌軸及筒體夾套提供。當加熱介質(zhì)通入設備后，熱量通過(guò)夾套及攪拌軸對物料進(jìn)行間接加熱，濕物料中的濕分受熱汽化，汽化出的濕分被真空系統及時(shí)抽走。隨著(zhù)攪拌軸的不斷轉動(dòng)，物料與加熱面的接觸不斷更新，使物料均勻受熱，從而達到良好的干燥效果。

　　3.3.3.2 精餾

　　精餾是利用混合物中各組分揮發(fā)度不同而將各組分加以分離的一種分離過(guò)程。

　　萃取劑與酚分離為減壓精餾，通過(guò)減壓操作以降低萃取劑的沸點(diǎn)，以保證熱源溫差的穩定性。

　　3.4實(shí)驗數據

　　一、工程案例

　　浙江某含酚廢水：150噸/天