引言

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

　　酚類化合物(苯酚及其衍生物)主要來源于煤化工、石油化工、制藥廠、苯酚生產(chǎn)及酚醛樹脂生產(chǎn)廠等,是一種原生質(zhì)高毒物質(zhì),對一切生物個體都有毒害作用,可通過皮膚、粘膜、口腔進入生物體內(nèi),與細胞原漿中的蛋白質(zhì)接觸后形成不溶性蛋白質(zhì)而使細胞失去活性,尤其對神經(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)廢水中常見的高毒性、難降解有機物,不但危害人體健康安全,而且嚴重破壞自然生態(tài)平衡,造成嚴重的環(huán)境污染。因此,含酚廢水的防治引起世界各國的普遍重視,包括中國在內(nèi)的許多國家已經(jīng)將其列入重點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行接觸,使廢水中酚類物質(zhì)與萃取劑進行物理或化學(xué)的結(jié)合,實現(xiàn)酚類物質(zhì)的相轉(zhuǎn)移。負載后的萃取劑通過改變pH值或溫度來反萃再生。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擔(dān)[4]。

　　溶劑萃取法的關(guān)鍵是選擇合適的萃取劑,實用的萃取劑應(yīng)具備以下條件:對酚類溶解度大,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;來源方便、價格低廉,易于獲得。萃取劑一般常用烴類、芳香烴類(如苯、甲苯、醚、蒽油等),在工業(yè)上常用芳香烴類萃取劑較多。但萃取法存在萃取劑的選擇和萃余物的二次處理問題[5]。

　　前民主德國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時保持恒定,而pH=815時,分配系數(shù)開始急劇降低[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是萃取劑二異丙基醚對單元酚萃取效果十分顯著,而對多元酚的萃取效果沒有達到理想值。

　　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。酚與水的沸點相差約92℃,酚與氨、酸性物質(zhì)等沸點相差更大,用普通的精餾方法就可以從酚水組分中回收酚,但需要多級精餾、脫酸、除氨凈水、回收產(chǎn)品。該法工藝簡單,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)將廢水中的酚類物質(zhì)吸附,吸附飽和后,再利用堿液、蒸汽或有機溶劑進行解吸脫附。常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、大孔樹脂等,其中活性炭吸附容量比較大,活性炭表面的正電荷對苯酚有著極強的相互作用,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,可使廢水含酚量達到國家排放標準[8]。該方法具有占地面積小、流程簡單、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點,但其主要缺點是活性炭容易堵塞、不易再生?；腔涸偕菀?但吸附容量小,因此,限制了它的廣泛應(yīng)用。大孔樹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,對廢水中酚類物質(zhì)吸附可逆性好,可以用NaOH再生,不僅樹脂可反復(fù)使用,而且可以回收酚類物質(zhì)[9]。相比大孔吸附樹脂,超高交聯(lián)大孔吸附樹脂在比表面積、樹脂強度等性能指標上具有明顯的優(yōu)越性,其吸附能力已接近甚至在部分領(lǐng)域超過了常用的吸附劑活性炭,特別是樹脂在工業(yè)化應(yīng)用過程中表現(xiàn)出來的良好的機械強度及優(yōu)異的吸附2脫附性能等特點,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]。