高含盐含酚废水处理方法研究进展

发表时间:2021/4/13   来源:《科学与技术》2021年2期   作者:夏婷婷
[导读] 高含盐含酚废水处理是一直以来都是污水处理的一大难点
        夏婷婷
        中沙(天津)石化有限公司  天津  300072
        摘要:高含盐含酚废水处理是一直以来都是污水处理的一大难点,采用经济合理、节能环保的处理方法备受关注。迄今为止,高含盐含酚废水的处理方法主要有物理法、化学法、生物法,三种方法适用于条件各不相同。物理化学方法可作为生物处理方法的预处理,采用生物方法处理后,可采用深度氧化法进一步去除难降解的有机物。目前,采用物理化学预处理+生物降解+高级氧化深度处理相结合的组合工艺,可有效处理高含盐含酚废水。
        关键词:高含盐废水;含酚废水;污水处理;研究进展
1.高含盐含酚废水概述
        含酚废水主要来自于工业过程,如煤气工业,石油化工合成苯酚工业,焦化工业等,该水除具有含难降解及有毒有害污染物酚类化合物的特点外,还具有较高的盐含量,已成为传统污水处理的一大难点问题[1]。
        酚类污染物是有毒有害水污染物,酚类化合物是一种原型质毒物,所有生物活性体均能产生毒性,可通过与皮肤、粘膜的接触不经肝脏解毒直接进入血液循环,致使细胞破坏并失去活力,也可通过口腔侵入人体,造成细胞损伤。通常含酚废水中以苯酚和甲酚的含量最高,含酚废水不仅对人类健康带来严重威胁,也对动植物产生危害。水中含酚含量达到10-6~2×10-6时,鱼类就会出现中毒症状,超过4×10-6~1.5×10-5时会引起鱼类大量死亡,甚至绝迹。如果使用含酚废水灌溉农田,则会使农作物减产或枯死[2]。含酚废水的毒性还可抑制水体中其它生物的自然生长速度,破坏生态平衡。美国EPA 规定的废水中允许的挥发酚浓度最大浓度为1mg/L,我国污水综合排放标准(GB8978-1996)规定的挥发酚的一、二、三级排放标准分别为0.5 mg/L、0.5mg/L、2mg/L[3]。
        高含盐废水对淡水环境中的微生物的正常代谢将产生抑制作用:高浓度含盐量导致渗透压增大,引起微生物细胞质与细胞壁分离;同时降低酶的活性,从而降低微生物对污染物的降解代谢能力。研究表明[4][5],当废水中盐含量大于20000mg/L时,传统淡水微生物无法对其进行处理。
2.含酚废水主要处理方法
        含酚废水通常伴随着高的盐含量,某石化行业苯酚丙酮生产装置生产的含酚废水中TDS浓度可达70000 mg/L,高含盐含酚对于传统污水处理来说,是一项挑战。目前已知的含酚废水处理方法,分为三大类:物理法、化学法、生物法。
        2.1 物理法 通过物理作用去除污水中酚类污染物,主要包括萃取法、焚烧法、吸附法、膜分离法。
        萃取法:通常用于控制含酚废水的源头控制,通过相似相容原理,利用难溶于水的萃取剂与废水接触,使废水中酚类化合物转移到萃取剂中,从而实现去除大部分水中挥发酚。如某石化苯酚丙酮装置,采用异丙苯萃取含酚废水中的苯酚:酚盐罐的酚盐用硫酸回收苯酚,然后进行油水分离。

油相富含苯酚送往中和工段,水相与和来自含酚废水罐中的废水一起送往油萃取塔,用异丙苯萃取苯酚。油萃取塔塔底为一股连续含酚废水,通过萃取后可将挥发酚由几千ppm 降至几百ppm,回收率可达90%以上。从而为进一步含酚废水的处理提供了可能性。
         吸附法:吸附法主要是利用一些多孔吸附介质,如活性炭,将废水中的酚类物质吸附,但该方法吸附剂的吸附容量受限,吸附剂再生困难,成本高。通常用于低浓度含酚废水的深度处理。
        焚烧法:将高浓度含酚废水浓缩后,采用危险废物焚烧方法处理。该方法处理成本高,适用于少量、高浓度含盐含酚废水的处理。
        离子交换法:苯酚为酸性物质,可采用阴离子交换树脂回收苯酚,从而达到污水处理的目的,但此方法适用于苯酚含量100~600mg/L的废水,且存在二次污染的问题。
2.2 化学法:主要运用高级氧化技术,也称作深度氧化技术。目前的高级氧化技术主要包括,湿催化氧化法,光化学氧化法、Fenton 氧化法,O3 氧化法。某石化企业,针对TDS含量高达70000~80000mg/l 、COD高达10,000-35,000 mg/L,其中苯酚含量50~100mg/L有机废水,采用湿式氧化技术,将该股有机废水与高压空气混合后,经进出料换热器与氧化产物换热升温后,进入反应器。反应器中可注入3.5MPa的高压蒸汽,反应器操作压力保持在2.76MPa,氧化后的废液COD 大幅降低,再进行进一步的后续生化处理。
2.3 生物法:主要是采用微生物吸附降解有机物,主要包括活性污泥法、生物膜法、生物强氧化技术。由于高含盐含酚废水中盐含量及有毒有害难降解污染物酚对微生物活性有抑制作用,目前,大多数污水处理场采用将高含盐含酚废水分质分类预处理后排入城镇污水处理厂进行处理。或者对高含盐含酚废水用稀释调配后,降低盐含量至微生物可接受浓度,再排入污水处理场进行生物处理。
某石化企业,对于苯酚丙酮装置产生的高含盐含酚废水、乙烯装置产生的混合后废水首先进调配,降低TDS 至15000mg/L以下,将调配后出水首先排水SBR+MBR生物处理后,经臭氧氧化后进入二级生化进一步降解COD、NH3-N、石油类等污染物,出水进入二沉池进行泥水分离后,污泥回流至二级生化前端,上清液则经后臭氧氧化进一步将残余有机物进行化学氧化,COD 去除率可达90%以上。
3 结束语
高含盐含酚废水的处理方法很多,但由于不同行业废水成分复杂,废水一般含大量难生物降解的有机物,且往往伴随至较高的含盐量。需要针对不同行业,采用节能、环保、高效、安全可行的组合处理工艺。目前较为可行的处理方法可采用:物理化学预处理+生物降解+高级氧化深度处理相结合的组合工艺,该方法可有效去除高含盐含酚废水。
参考文献
[1]黄华, 薛薇,肖海燕等 含酚废水处理研究进展 天津化工2018.34(1)
[2]Stephen D P, Ayalur K B. Phycoremediation of phenolic effluent of a coal gasification plant by chlorella pyrenoidosa. Process Safety and Environment Protection, 2017, 111:31-39.
[3]张云鸽 梅荣武 张宇等 高盐含酚废水生物处理技术德研究进展及应用前景 环境工程 2018.36 (5)
[4]中华人民共和国污水综合排放标准 GB8978-1996
[5]王平 高含盐含酚废水生物处理及微生物群落结构研究 大连理工大学博士学位论文2009
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