1、含酚廢水處置技術(shù)的現(xiàn)狀

　　目前有兩類方式來(lái)處置含酚廢水。一方面是優(yōu)化生產(chǎn)工藝，將廢水循環(huán)運(yùn)用或減少?gòu)U水排放量從而降低酚總排放量。另一方面對(duì)廢水中酚回收，資源化應(yīng)用。

　　國(guó)內(nèi)主要用物理法、化學(xué)法和生物法等技術(shù)來(lái)處置含酚廢水。

　　1.1 物理法

　　①吸附法;②萃取法;③蒸汽法。

　　1.2 化學(xué)法

　　①液膜法：效率高、能耗低，但工藝復(fù)雜;

　　②離子交流法：弱堿性陰離子交流樹脂再生和吸附回收酚法;

　　③化學(xué)氧化法：酸析→氧化→中和→稀釋→排放;

　　④紫外氧化法：含酚廢水經(jīng)過(guò)紫外燈反響器，添加雙氧水反響;

　　⑤超聲波和光催化氧化法：催化劑與光的作用下實(shí)行化學(xué)反響;

　　⑥化學(xué)沉淀法：投加化學(xué)藥劑將酚類物質(zhì)沉淀下來(lái)而被別離回收。

　　1.3 生物法

　　①好氧生物處置法：處置效率高、反響速率快，但沖擊負(fù)荷、毒物抑止才能太差，不合適處置含較高濃度的酚的廢水;

　　②厭氧生物處置法：使大分子有機(jī)物被專性厭氧菌和兼性厭氧菌降解為小分子化合物，進(jìn)而被合成轉(zhuǎn)化為二氧化碳、甲烷的有機(jī)工業(yè)廢水處理辦法;

　　③好氧--厭氧生物處置法：運(yùn)用好氧法和厭氧法的協(xié)同作用，去酚率將會(huì)大大改善;

　　④高降解活性菌種法：高效降解活性微生物誘變活性污泥，能提升含酚廢水中酚類物質(zhì)去除率。

　　2、鐵屑微電解法處置有機(jī)廢水的原理

　　鐵屑微電解法是以廢水為電解質(zhì)溶液，將廢舊鐵屑或鐵屑與活性炭、石墨等作為原料，在氧化復(fù)原、絮凝等多種除污功用下到達(dá)處置目的。該法的特性有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)本錢低廉、處置效果較好、設(shè)備容易維護(hù)等。

　　2.1 腐蝕電化學(xué)作用

　　本次實(shí)驗(yàn)用的原料是鑄鐵和酸，鑄鐵的組成局部主要有硅、碳和鐵，其含碳量超越2%。當(dāng)鐵屑浸在含酸的廢水中時(shí)，由于鐵與碳存在電位差，系統(tǒng)內(nèi)會(huì)發(fā)作微電池反響，其中陽(yáng)極是低電位鐵屑，陰極是碳，在酸性溶液中發(fā)作電化學(xué)反響，生成的產(chǎn)物化學(xué)活性很高，鐵受腐蝕后變?yōu)閬嗚F離子，重生態(tài)的[H]能和廢水中多組分發(fā)作氧化復(fù)原反響，此類反響能毀壞酚類物質(zhì)等有機(jī)物的構(gòu)造，這品種似強(qiáng)氧化的反響可直接在陽(yáng)極上將酚類物質(zhì)等氧化合成。同時(shí)鐵離子具有混凝作用，與帶負(fù)電荷的微粒相吸附，構(gòu)成鐵泥。

　　2.2 鐵的復(fù)原作用

　　鐵單質(zhì)或亞鐵離子能將其他氧化性較強(qiáng)的離子復(fù)原為毒性比擬小的復(fù)原態(tài)。除鐵外，可作為復(fù)原劑的重生態(tài)的[H]也能降低有機(jī)污染物的毒性并可提升其降解性。

　　2.3 氫氧化鐵的絮凝作用

　　在電解過(guò)程中，有機(jī)粒子等能將亞鐵離子凝膠在一同，構(gòu)成以亞鐵離子為中心的絮凝體，從而吸附、捕集和挾裹懸浮于廢水中的膠體并沉降。而且在曝氣和堿性的條件下，在廢水中會(huì)生成具有絮凝作用的Fe(OH)2和Fe(OH)3，能對(duì)廢水中膠體或者類膠體顆粒起到吸附等凝聚作用。

　　2.4 電化學(xué)附集

　　廢水中構(gòu)成的原電池在四周產(chǎn)生的電場(chǎng)效應(yīng)，能毀壞分散在廢水中的膠體粒子的穩(wěn)定體系。膠體粒子堆積或吸附在與電荷相反的電極上，從而使廢水中的膠體態(tài)得到進(jìn)一步的去除。

　　2.5 物理吸附

　　在酸性溶液中，比外表積豐厚的鐵屑有較高的外表活性，吸附作用強(qiáng)。

　　2.6 類Fenton體系作用

　　鐵在電解過(guò)程中在陽(yáng)極發(fā)作了溶解，反響如下：

　　陽(yáng)極反響生成的Fe2+與陰極反響生成的H2O2構(gòu)成類Fenton體系，便可發(fā)作降解反響如下：

　　產(chǎn)生的羥基自在基，可與廢水中各類有機(jī)物疾速發(fā)作反響，從而氧化、降解有機(jī)物。各類有機(jī)物與自在基反響的類型主要有三種：

　　①輕基取代反響：指芳環(huán)上的氫遭到羥基自在基進(jìn)攻。羥基的存在，使芳環(huán)的二羥基取代物很容易生成，令芳環(huán)發(fā)作間位或鄰位開裂;

　　②脫氫反響：羥基自在基能直接將烷烴分子上的氫變?yōu)樗陀袡C(jī)自在基R·，生成的R·自在基可與水中的溶解氧反響，也能夠互相反響：

　　ROO·是強(qiáng)氧化劑，可使有機(jī)物上的氫脫除：

　　自在基R·可加一個(gè)氧分子到分子上，使氧化的鏈反響可以不時(shí)繼續(xù)下去，直到有機(jī)物徹底氧化;

　　③電子轉(zhuǎn)移反響：羥基自在基以及有機(jī)分子發(fā)作一系列復(fù)雜的鏈反響，眾多反響產(chǎn)物等也會(huì)與羥基自在基發(fā)作反響：

　　由于反響產(chǎn)物不會(huì)再使氧化劑產(chǎn)生·OH，對(duì)·OH起到了淬滅的作用，中止鏈反響。

　　3、鐵屑微電解-H2O2協(xié)同處置含酚廢水

　　將鐵屑微電解法與H2O2結(jié)合運(yùn)用，主要運(yùn)用微電解產(chǎn)生的亞鐵離子和雙氧水二者結(jié)合作用，在酸性條件下能產(chǎn)生具有較強(qiáng)氧化性的·OH，以至引發(fā)更多其他的自在基，由于亞鐵離子起激起和傳送作用，故而將一系列復(fù)雜的鏈反響維持反響不斷到廢水中的雙氧水耗費(fèi)盡，從而將廢水中的有機(jī)物如苯酚氧化。

　　本實(shí)驗(yàn)以鐵屑微電解-H2O2結(jié)合法處置含酚廢水，探究不同的反響條件、不同的工藝組合對(duì)處置效果的影響。

　　主要研討的內(nèi)容有：

　　①向反響器中填裝鐵屑填料，調(diào)查單要素實(shí)驗(yàn)肯定的最佳工藝條件用于循環(huán)處置含酚廢水的除酚效果;

　　②向反響器中填裝鐵屑填料，同時(shí)在恒定的時(shí)間里參加適量的雙氧水，調(diào)查該反響器在鐵屑微電解法與H2O2結(jié)合作用下循環(huán)處置含酚廢水的除酚效果;

　　③經(jīng)過(guò)對(duì)各項(xiàng)條件實(shí)驗(yàn)處置結(jié)果的剖析研討，肯定最佳工藝條件。

　　4、實(shí)驗(yàn)局部

　　4.1 實(shí)驗(yàn)資料與儀器

　　4.1.1 實(shí)驗(yàn)資料

　　本次實(shí)驗(yàn)的廢水采用的是人工配水，計(jì)劃為蒸餾水中參加目的污染物--苯酚，使苯酚濃度到達(dá)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)請(qǐng)求，設(shè)定濃度為苯酚中間液的濃度，即20mg/L。

　　4.1.2 實(shí)驗(yàn)安裝

　　①紫外--可見分光光度計(jì);②恒流泵;③智能型混凝實(shí)驗(yàn)攪拌儀;④pH計(jì);⑤艾科浦純化水機(jī);⑥移液槍;⑦電熱鼓風(fēng)枯燥箱;⑧電子剖析天平;⑨雙向磁力加熱攪拌器，反響柱、恒流泵和磁力攪拌器等組成連續(xù)實(shí)驗(yàn)安裝，反響柱里面充填事前準(zhǔn)備好的鐵屑。

　　4.1.3 實(shí)驗(yàn)藥品

　　①苯酚;②濃硫酸;③氫氧化鈉;④4-氨基安替比林;⑤氯化銨;⑥氨水;⑦乙醇;⑧鐵氰化鉀;⑨硫酸鋁;⑩濃鹽酸。

　　4.1.4 實(shí)驗(yàn)辦法

　　4.1.4.1 苯酚含量的測(cè)定

　　紫外分光光度法測(cè)定。苯酚規(guī)范中間液的配制：用10mL的移液管從曾經(jīng)定容的容量瓶中移取50mL苯酚廢水規(guī)范溶液(1000mg/L的規(guī)范儲(chǔ)藏液)于1000mg/L的容量瓶中，加超純水到容量瓶標(biāo)定線，將溶液混勻，苯酚濃度為0.010mg/mL。

　　4.1.4.2 染色劑的配置

　　①緩沖溶液配置(pH大約為10);②2%(m/v)4-氨基安替比林溶液;③8%(m/v)鐵氰化鉀溶液。

　　4.1.4.3 規(guī)范曲線的繪制

　　4.1.4.4 水樣的測(cè)定

　　用5mL移液管取2.5mL待測(cè)溶液于50mL的比色管中，用超純水稀釋，參加0.5mL緩沖溶液，再加1.0mL的4-氨基安替比林溶液，再加1.0mL的鐵氰化鉀溶液，設(shè)定紫外分光光度計(jì)的波長(zhǎng)為510nm，測(cè)出其吸光度，用超純水做參比。

　　4.1.4.5 實(shí)驗(yàn)辦法

　　將反響柱倒置，參加高度為10cm的經(jīng)過(guò)處置后的鐵屑，在500mL燒杯中加50mg/L的苯酚模仿廢水500mL，運(yùn)用H2SO4和NaOH溶液調(diào)理pH。將反響柱敞口處與裝廢水的燒杯口用保鮮膜封住，燒杯留一個(gè)小口便當(dāng)采集水樣和加雙氧水。每隔一段時(shí)間用滴管將一定量的雙氧水加到用于進(jìn)水的恒流泵的進(jìn)水端口處，再將進(jìn)水管端口放進(jìn)廢水中繼續(xù)循環(huán)，以保證雙氧水完整參與反響。在反響過(guò)程中用恒流泵將稀硫酸溶液投加到燒杯中，以維持反響體系pH值根本不變。每隔一定時(shí)間，用移液管從燒杯中移取一定量的廢水水樣于燒杯中，用NaOH溶液調(diào)理至弱堿性，加微量硫酸鋁實(shí)行絮凝沉降，對(duì)廢水實(shí)行曝氣至水樣顏色變?yōu)榘迭S，曝氣完后靜置20min，用雙層濾紙過(guò)濾上清液后，測(cè)出廢水中剩余的苯酚濃度。

　　5、結(jié)果與討論局部

　　5.1 廢水pH對(duì)苯酚去除效果的影響

　　將連續(xù)反響安裝準(zhǔn)備好。用H2SO4和NaOH溶液將廢水的pH調(diào)理為2，雙氧水的投加量為0.12mL/h。循環(huán)反響6h。每隔一定時(shí)間，取一定量的廢水水樣于燒杯中，用NaOH溶液調(diào)理至弱堿性，加微量硫酸鋁實(shí)行絮凝沉降，對(duì)廢水實(shí)行曝氣至水樣顏色變?yōu)榘迭S，曝氣完后靜置20min，用雙層濾紙過(guò)濾上清液后，測(cè)出廢水中剩余的苯酚濃度。

　　為了構(gòu)成比照，再做一次參照實(shí)驗(yàn)，行將廢水的pH調(diào)理為3，其他反響條件不變，得到雙氧水投加量為0.12mL/h時(shí)廢水pH對(duì)處置效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2。

　　由圖2可知，即便反響pH不同，兩次實(shí)驗(yàn)的苯酚去除率都隨著反響時(shí)間增加而升高，反響超越5h后，反響結(jié)果逐步趨于不變。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)明，pH為3比pH為2時(shí)要去除率要高。經(jīng)剖析，在pH為3.5時(shí)，H2O2參與反響生成羥基自在基的速率最大，可知在pH為3時(shí)，苯酚去除率更好，到達(dá)了90%以上。又因雙氧水在酸性條件下起氧化作用，且酸性越強(qiáng)，越有利于亞鐵離子的產(chǎn)生。則將鐵屑微電解法與H2O2結(jié)合運(yùn)用的最佳反響pH定為3。

　　同時(shí)從兩次實(shí)驗(yàn)中還可知，當(dāng)鐵屑微電解法與H2O2結(jié)合運(yùn)用處置含酚廢水時(shí)，最佳反響時(shí)間為5小時(shí)，反響超越5小時(shí)后，反響的處置效果根本無(wú)多大變化。

　　5.2 H2O2投加量對(duì)苯酚去除效果的影響

　　將連續(xù)反響安裝準(zhǔn)備好。將反響pH值定為3，H2O2的投加量為0.06mL/h、0.12mL/h和0.18mL/h。循環(huán)反響6h。每隔一定時(shí)間，取一定量的廢水水樣于燒杯中，用NaOH溶液調(diào)理至弱堿性，加微量硫酸鋁實(shí)行絮凝沉降，對(duì)廢水實(shí)行曝氣至水樣顏色變?yōu)榘迭S，曝氣完后靜置20min，用雙層濾紙過(guò)濾上清液后，測(cè)出廢水中剩余的苯酚濃度。所得結(jié)果如下圖3。

　　由圖3可知，無(wú)論雙氧水的投加量是0.06mL/h、0.12mL/h還是0.18mL/h，實(shí)驗(yàn)結(jié)果所顯現(xiàn)的苯酚去除率都隨反響時(shí)間的推進(jìn)而增加，當(dāng)雙氧水的投加量是0.06mL/h時(shí)，反響效果變化最疾速，苯酚去除率簡(jiǎn)直呈直線上升，但在相同的時(shí)間內(nèi)，當(dāng)雙氧水的投加量是0.18mL/h時(shí)，數(shù)據(jù)顯現(xiàn)的去除率約為99%，若將投加量繼續(xù)增大，則雙氧水會(huì)將亞鐵離子直接氧化從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這就標(biāo)明，在該結(jié)合實(shí)驗(yàn)中，最佳雙氧水投加量為0.18mL/h，即1.8mL/L。

　　6、結(jié)論

　　鐵屑微電解法處置含酚廢水已有多種行業(yè)廢水管理工程勝利運(yùn)用。

　　本實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明，將鐵屑微電解法與H2O2結(jié)合運(yùn)用處置含酚廢水，在量不變的前提下，實(shí)行在不同的反響pH值下的比照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)pH為3時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)，反響完成時(shí)，苯酚去除率能到達(dá)90%以上，相對(duì)在pH為2時(shí)的處置效率高很多。同時(shí)，還能夠得出最佳反響時(shí)間為5小時(shí)的結(jié)論。在此根底上進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，當(dāng)pH為3，雙氧水投加量為0.18mL/h時(shí)，苯酚去除率到達(dá)了99%左右的處置效率，此時(shí)，雙氧水投加量為1.8mL/L，廢水循環(huán)200次，比擬鐵屑微電解法單獨(dú)處置含酚廢水的技術(shù)上大大縮短了處置時(shí)間，同時(shí)又提升了處置效率，是一種經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行的新處置技術(shù)，其以廢治廢的管理理念具有良好的工業(yè)前景。