引言

　　酚(phenol),通式為ArOH,是芳香烴環(huán)上的氫被羥基(2OH)取代的一類(lèi)芳香族化合物。最簡(jiǎn)單的酚為苯酚。酚上的羥基具有弱酸性,酸性比醇羥基強(qiáng)。酚易被氧化,在空氣中無(wú)色的晶體酚易被氧化為紅色或粉紅色的醌。

　　酚類(lèi)化合物(苯酚及其衍生物)主要來(lái)源于煤化工、石油化工、制藥廠(chǎng)、苯酚生產(chǎn)及酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)廠(chǎng)等,是一種原生質(zhì)高毒物質(zhì),對(duì)一切生物個(gè)體都有毒害作用,可通過(guò)皮膚、粘膜、口腔進(jìn)入生物體內(nèi),與細(xì)胞原漿中的蛋白質(zhì)接觸后形成不溶性蛋白質(zhì)而使細(xì)胞失去活性,尤其對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有較大的親和力,使神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生病變[1]。酚是工業(yè)廢水中常見(jiàn)的高毒性、難降解有機(jī)物,不但危害人體健康安全,而且嚴(yán)重破壞自然生態(tài)平衡,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此,含酚廢水的防治引起世界各國(guó)的普遍重視,包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家已經(jīng)將其列入重點(diǎn)控制的污染物名單之中[2]。

　　1含酚廢水的主要處理技術(shù)

　　目前,含酚廢水處理方法主要分為物理法、化學(xué)法、生化法以及電化學(xué)法。物理法包括萃取法、吸附法、精餾法、鹽析法、超聲降解法、離子交換法等;化學(xué)法有化學(xué)氧化法、濕式空氣氧化法、超臨界氧化法、縮聚法、焚燒法、催化氧化法以及光催化氧化法等;生物法有活性污泥法、生物膜法、流化床法、接觸氧化法、厭氧法等;電化學(xué)法包括電氧化法、閃電解法、濕式電氧化法、電凝聚氣浮法以及三維電極電化學(xué)法等。各種方法都有自己的優(yōu)點(diǎn)和局限性,其中,物化法和生物法在工業(yè)上的應(yīng)用較為成功,有很高的處理效果[3]。

　　1.1含酚廢水的物理處理方法

　　1.1.1萃取法

　　溶劑萃取法利用難溶于水的萃取劑與廢水進(jìn)行接觸,使廢水中酚類(lèi)物質(zhì)與萃取劑進(jìn)行物理或化學(xué)的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)酚類(lèi)物質(zhì)的相轉(zhuǎn)移。負(fù)載后的萃取劑通過(guò)改變pH值或溫度來(lái)反萃再生。溶劑萃取法不僅設(shè)備投資少,占地面積小、操作方便、能耗低,而且能夠回收利用廢水中的酚類(lèi)物質(zhì)。溶劑萃取法一般適用于高濃度的含酚廢水處理,且多數(shù)是為了回收有效成分,它也可以作為生物化學(xué)氧化法的前處理部分,既能回收酚,又能減輕生物氧化的負(fù)擔(dān)[4]。

　　溶劑萃取法的關(guān)鍵是選擇合適的萃取劑,實(shí)用的萃取劑應(yīng)具備以下條件:對(duì)酚類(lèi)溶解度大,即分配系數(shù)大;回收容易;物理性質(zhì)適宜;具有化學(xué)穩(wěn)定性;來(lái)源方便、價(jià)格低廉,易于獲得。萃取劑一般常用烴類(lèi)、芳香烴類(lèi)(如苯、甲苯、醚、蒽油等),在工業(yè)上常用芳香烴類(lèi)萃取劑較多。但萃取法存在萃取劑的選擇和萃余物的二次處理問(wèn)題[5]。

　　前民主德國(guó)提出用溶劑萃取法從煤焦油酚水中回收酚,即利用酚易溶于醚的物理特性,采用二異丙基醚作萃取劑。萃取酚的平均分配系數(shù)為20,略高于單元酚的分配系數(shù),分配系數(shù)在pH值5～8時(shí)保持恒定,而pH=815時(shí),分配系數(shù)開(kāi)始急劇降低[6]。溶劑萃取法是回收粗酚比較成熟的方法之一,其優(yōu)點(diǎn)是在使用選擇性較好的萃取劑、適宜的萃取設(shè)備和操作條件下,得到純度較高的粗酚,且回收率高。此種萃取方法的缺點(diǎn)是萃取劑二異丙基醚對(duì)單元酚萃取效果十分顯著,而對(duì)多元酚的萃取效果沒(méi)有達(dá)到理想值。

　　1.1.2精餾法

　　精餾是用于分離液體物最廣泛、最有效的方法之一。在煤焦油酚水中含有少量的氨、脂肪酸、氰化物、CO2和H2S。酚與水的沸點(diǎn)相差約92℃,酚與氨、酸性物質(zhì)等沸點(diǎn)相差更大,用普通的精餾方法就可以從酚水組分中回收酚,但需要多級(jí)精餾、脫酸、除氨凈水、回收產(chǎn)品。該法工藝簡(jiǎn)單,精餾所需理論塔板數(shù)少,便于操作,能耗低,酚回收率高[6]。

　　1.1.3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(jī)溶劑進(jìn)行解吸脫附。常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、大孔樹(shù)脂等,其中活性炭吸附容量比較大,活性炭表面的正電荷對(duì)苯酚有著極強(qiáng)的相互作用,能有效地吸附苯酚,但從活性炭中回收苯酚是件很困難的工作[7]。用動(dòng)態(tài)逆流活性炭固定床處理含苯酚廢水,可使廢水含酚量達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)[8]。該方法具有占地面積小、流程簡(jiǎn)單、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),但其主要缺點(diǎn)是活性炭容易堵塞、不易再生。磺化煤再生容易,但吸附容量小,因此,限制了它的廣泛應(yīng)用。大孔樹(shù)脂有大量的孔穴和較大的比表面積,而且具有良好的疏水性,對(duì)廢水中酚類(lèi)物質(zhì)吸附可逆性好,可以用NaOH再生,不僅樹(shù)脂可反復(fù)使用,而且可以回收酚類(lèi)物質(zhì)[9]。相比大孔吸附樹(shù)脂,超高交聯(lián)大孔吸附樹(shù)脂在比表面積、樹(shù)脂強(qiáng)度等性能指標(biāo)上具有明顯的優(yōu)越性,其吸附能力已接近甚至在部分領(lǐng)域超過(guò)了常用的吸附劑活性炭,特別是樹(shù)脂在工業(yè)化應(yīng)用過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的良好的機(jī)械強(qiáng)度及優(yōu)異的吸附2脫附性能等特點(diǎn),其應(yīng)用潛力已引起分離技術(shù)研究者的高度關(guān)注[10]。

　　1.2含酚廢水的化學(xué)處理方法

　　含酚廢水的化學(xué)處理以氧化法為主,包括化學(xué)氧化、濕式氧化、臭氧氧化、光催化氧化等等,其中光催化氧化,超臨界催化氧化等技術(shù)是近20年興起的水處理技術(shù)新領(lǐng)域[11]。