【酚醛樹脂廢水處理方法梳理總結(jié)6100字】

酚醛樹脂廢水處理方法梳理總結(jié)綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u20404酚醛樹脂廢水處理方法梳理總結(jié)綜述 1278041.1預(yù)處理 2276931.2生物處理 4154391.3深度處理 5108401.4組合處理技術(shù) 692511.5組合工藝對比 7基于酚醛廢水的特點(diǎn)，不能直接進(jìn)入生物處理工藝進(jìn)行廢水處理，并且僅僅憑借單一的處理技術(shù)與工藝不能得到理想的處理效果，因而需要采用組合工藝處理技術(shù)。廢水處理工藝有多種分類，其中預(yù)處理是為了通過提高廢水可生化性來降低后續(xù)處理工段的負(fù)荷。生物處理可以實(shí)現(xiàn)對有機(jī)污染物的大量去除。通過上述處理之后，有可能廢水沒有達(dá)到需要滿足的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，此時(shí)需要增設(shè)深度處理工段，可以進(jìn)一步對廢水中剩余的污染物質(zhì)進(jìn)行降解去除，確保出水水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。即為了實(shí)現(xiàn)對這類廢水的有效降解，通常采用三級處理的方式，對于高濃度、有毒、有害、難降解的有機(jī)廢水應(yīng)根據(jù)水質(zhì)情況采用適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，然后與生物處理聯(lián)用，再根據(jù)廢水排放或回用要求選擇適當(dāng)?shù)纳疃忍幚砑夹g(shù)。針對酚醛廢水采用預(yù)處理至關(guān)重要。常用的預(yù)處理方法有萃取法、吸附法、Fenton氧化法[17]、臭氧氧化法[18]和Fe/C微電解[19]等。根據(jù)已有研究，將常用預(yù)處理、生物處理、深度處理工藝匯總，如表1.1所示。表1.1常用預(yù)處理、生物處理、深度處理工藝/方法預(yù)處理/前物化方法生物處理工藝深度處理萃取法吸附法Fenton氧化法Fe/C微電解臭氧氧化法催化濕式氧化法光催化氧化法水解酸化SBR工藝A/O工藝氧化溝工藝UASB膜生物反應(yīng)器曝氣生物濾池生物接觸氧化膜生物反應(yīng)器高級氧化法吸附法膜過濾離子交換1.1預(yù)處理（1）萃取法萃取法是基于污染物在不同的溶劑中溶解度的差異性，將污染物進(jìn)行去除。焦慶周等人探究了在常溫與酸性條件下，萃取劑和苯酚廢水的體積比為2:3時(shí)，經(jīng)過一次萃取，苯酚的去除率高達(dá)93%，萃取效果好，且萃取劑可回收使用。特點(diǎn)：雖然可以實(shí)現(xiàn)對污染物質(zhì)的有效去除，但是一般條件下需要消耗大量的有機(jī)溶劑，會(huì)增加處理成本，對設(shè)備的穩(wěn)定與安全性能有較高的要求，萃取過程中需要采取較多的技術(shù)保障措施。（2）吸附法吸附法是目前研究比較多并且技術(shù)比較成熟的處理廢水的方法之一。是通過選擇合適的吸附劑材料對廢水中所要去除的污染物進(jìn)行吸附，實(shí)現(xiàn)凈化水質(zhì)的目的。一般選擇的催化劑具有比較大的比表面積，針對特定的污染物有優(yōu)異的吸附性能。已有大量研究，探究了不同吸附材料的吸附性能、影響因素以及各種改性材料等內(nèi)容。污染物能夠通過多種相互作用與吸附材料相結(jié)合，從降低水中污染物質(zhì)的濃度。特點(diǎn)：吸附劑可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)再生，重復(fù)使用。但僅僅通過吸附劑對污染物進(jìn)行去除，其處理的水量是受限的，再生也存在一定的難度，由于需要大量的材料，運(yùn)行費(fèi)用有時(shí)候較高[5]，加大了水處理運(yùn)行成本，也會(huì)導(dǎo)致二次污染等問題的產(chǎn)生。（3）Fenton氧化法作為一種典型的高級氧化技術(shù)之一，其已經(jīng)被大量研究，技術(shù)工藝相對成熟。該方法是在酸性條件下，產(chǎn)生羥基自由基等活性物種，通過活性物種的強(qiáng)氧化性，對廢水中的污染物進(jìn)行氧化降解。在廢水處理中，F(xiàn)enton氧化可單獨(dú)作為一種處理技術(shù)或與其他方法聯(lián)用[15]。Gümü?D研究了電Fenton和傳統(tǒng)Fenton去除苯酚的差異性[20]，探究了電Fenton法中改變不同的參數(shù)條件對污染物去除效果的影響。在一定條件下，苯酚去除率達(dá)93.3％，COD去除率達(dá)87.5％，污染物去除程度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)Fenton。特點(diǎn)：目前此技術(shù)經(jīng)過了大量的研究與改進(jìn)，適用范圍比較廣，所使用的試劑相對環(huán)境友好，運(yùn)行過程中的反應(yīng)條件相對溫和，使用較少的設(shè)備所以流程較為簡便，不需要很高的投資費(fèi)用，易運(yùn)行操作。缺點(diǎn)是適用pH范圍較窄，還需不斷加入藥劑。生成大量含鐵污泥，增加了后續(xù)處理難度與成本[21]。（4）Fe/C微電解作為一種比較常用的處理技術(shù)，已經(jīng)得到了比較好的應(yīng)用，多用于去除高濃度有機(jī)廢水，依靠廢水中微電解材料產(chǎn)生的電位差對污染物進(jìn)行降解的方法。該方法在運(yùn)行過程中，實(shí)際發(fā)生的反應(yīng)如下：陽極（Fe）：Fe?2e→Fe2+，陰極（C）：2H++2e→2[H]→H已有研究采用“酚醛縮合-Fe/C微電解”聯(lián)合工藝預(yù)處理高含酚廢水[22]，在一定條件下，經(jīng)過聯(lián)合工藝處理后，廢水中最終酚的總?cè)コ士蛇_(dá)99.7%。特點(diǎn)：此技術(shù)有比較好的研究基礎(chǔ)，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，結(jié)果表明，對污染物去除效果理想，能顯著降低廢水中多種污染物。工藝運(yùn)行費(fèi)用不高，容易進(jìn)行維護(hù)管理，但是該方法所使用的極板材料容易發(fā)生板結(jié)鈍化等，需要經(jīng)常更換材料，會(huì)增加處理費(fèi)用。（5）臭氧氧化法主要由臭氧發(fā)生器與氣水接觸設(shè)備組成。臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑，在污水處理的多個(gè)領(lǐng)域均有很好的效果，根據(jù)作用原理的區(qū)別，主要可分為臭氧對污染物直接氧化降解或通過產(chǎn)生的自由基對污染物間接降解[23]。近些年來，為了改善臭氧氧化的處理效果，研究出了多種臭氧氧化的組合技術(shù)，有臭氧和過氧化氫組合、臭氧和紫外輻射組合等多種，結(jié)果表明，優(yōu)于單一使用臭氧處理，并且能夠?qū)﹄y降解有機(jī)物進(jìn)行降解去除。特點(diǎn)：已應(yīng)用于水處理的多個(gè)方面，包括去除金屬離子、去除有機(jī)污染物、水的消毒等各個(gè)領(lǐng)域。降解污染物迅速，工藝方法操作簡便，不存在二次污染等問題。但目前，臭氧的生產(chǎn)過程需要大量耗電，生產(chǎn)成本較高，應(yīng)該優(yōu)化生產(chǎn)工藝，節(jié)約電耗成本。（6）催化濕式氧化法在高溫、高壓和催化劑共同作用下，把各種污染物氧化分解成無害物質(zhì)的方法，從而實(shí)現(xiàn)去除污染物的目的[24]。已有研究使用此法對高濃度染料廢水進(jìn)行研究，在一定參數(shù)條件下，染料廢水中的CODCr平均去除率達(dá)到84.6%[25]。陳晨等人[26]研究了此方法在醫(yī)藥廢水中去除污染物的情況，結(jié)果顯示，COD去除率可達(dá)81.1%，TOC去除率達(dá)92.4%，去除效果顯著。特點(diǎn)：相較于傳統(tǒng)的處理方法有很多優(yōu)勢，具有更溫和的反應(yīng)條件，更高的污染物去除率，更短的反應(yīng)時(shí)間，更小的能耗，更弱的設(shè)備機(jī)械腐蝕程度，因其具有的多方面優(yōu)勢，在廢水處理等某方面得到了廣泛的應(yīng)用。（7）光催化氧化法在催化劑與UV條件下，產(chǎn)生羥基自由基，利用自由基的強(qiáng)氧化性對廢水中含有的污染物質(zhì)進(jìn)行降解去除。范繼業(yè)等人[27]利用負(fù)載了二氧化鈦的活性炭材料對某工業(yè)廢水進(jìn)行了光催化降解研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)處理后，廢水脫色率可以達(dá)94.5%，COD去除率達(dá)91.7%。毛曉明等[28]制備出了呈花球狀的光催化劑BiOCl，選用單波長LED燈為光源對苯酚溶液降解處理研究，最終苯酚去除率達(dá)75%，礦化率為14.8%。DewidarH等[29]利用245nm的ZnO作為光催化劑對苯酚進(jìn)行降解，在紫外輻照的條件下，COD去除率達(dá)78.2%。特點(diǎn)：能夠和其他高級氧化技術(shù)配合使用，運(yùn)行使用中反應(yīng)條件溫和，不需要很高的投資費(fèi)用。但反應(yīng)過程中可能產(chǎn)生毒性更高的中間產(chǎn)物，增加了廢水生物毒性，所使用的催化劑需要較高的經(jīng)濟(jì)成本，且回收存在問題等。1.2生物處理（1）水解酸化水解酸化若與其他處理工藝組合使用可降低處理成本，提高處理效率。其中水解可以實(shí)現(xiàn)將大分子難降解物質(zhì)降解為可溶性小分子物質(zhì)，酸化可以實(shí)現(xiàn)將小分子物質(zhì)進(jìn)一步降解為揮發(fā)性脂肪酸。反應(yīng)完成的重要標(biāo)志是揮發(fā)性脂肪酸的生成與pH的顯著下降[30]。特點(diǎn)：水解酸化能夠去除廢水中多種有機(jī)物，可有效處理高濃度難降解廢水，運(yùn)行管理費(fèi)用不高，在多個(gè)廢水處理領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用[31]。（2）SBR工藝SBR工藝是一種常用的活性污泥處理技術(shù)，運(yùn)行中采用間歇曝氣的方式。其工藝核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一體，沒有污泥回流系統(tǒng)。在我國廢水處理行業(yè)有廣泛應(yīng)用，池體的關(guān)鍵設(shè)備是潷水器。該工藝可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成多個(gè)階段的廢水處理，包括進(jìn)水、降解反應(yīng)、污泥分離、排水等過程。[32]。特點(diǎn)：該技術(shù)具有很多優(yōu)勢，占地面積小，各項(xiàng)投資費(fèi)用較低，運(yùn)行方式靈活多樣，污泥有良好的沉降性能；工藝構(gòu)造的優(yōu)越性使其能夠抑制污泥膨脹，能處理高濃度有毒廢水，有理想的耐水力負(fù)荷沖擊的能力；方便維護(hù)管理[33]，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。它也具有以下缺點(diǎn)，如控制設(shè)備復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)要求高，不適合大型污水處理廠。（3）A/O工藝A是厭氧段，主要對廢水進(jìn)行脫氮除磷處理；O是好氧段，降解去除廢水中的有機(jī)污染物。優(yōu)點(diǎn)是該工藝既對有機(jī)污染物有較高的去除效果，還能有效脫氮除磷。特點(diǎn)：處理效果好；流程簡單[34]，費(fèi)用比較低；缺氧反硝化過程對污染物去除率高；容積負(fù)荷較高，耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)。缺點(diǎn)是無獨(dú)立污泥回流系統(tǒng)，難降解物去除率低。若運(yùn)行管理不當(dāng)，可能會(huì)出現(xiàn)污泥上浮與水質(zhì)惡化等問題。（4）氧化溝工藝氧化溝可實(shí)現(xiàn)間歇進(jìn)水和曝氣，是最早的以序批式處理廢水的一種處理工藝，該系統(tǒng)中的曝氣池是封閉的溝渠型構(gòu)筑物，又可以稱為循環(huán)曝氣池。此工藝可以理解為活性污泥的一種變形，即實(shí)現(xiàn)了對活性污泥法進(jìn)行延時(shí)曝氣。特點(diǎn)：同時(shí)具備推流式和完全混合式的特點(diǎn)[35]，有比較高的抗沖擊負(fù)荷能力；溶解氧濃度梯度大，為廢水中污染物的處理提供了有利條件；工藝的功率密度較小，能夠節(jié)約資源；運(yùn)行方式靈活；因其水力停留時(shí)間和污泥齡都比較長，所以其出水水質(zhì)穩(wěn)定。缺點(diǎn)是存在占地面積大，運(yùn)行過程中池體內(nèi)容易沉積污泥，管理不當(dāng)時(shí)易產(chǎn)生浮泥等問題。1.3深度處理（1）曝氣生物濾池曝氣生物濾池由滴濾池發(fā)展而來，屬于生物膜法的范圍。可以用在廢水的三級處理，有時(shí)也可用作二級處理工藝。運(yùn)行階段主要可以分為三個(gè)過程：分別是生物氧化降解過程、截留懸浮物過程、反沖洗過程。特點(diǎn)：處理廢水的能力強(qiáng)，容積負(fù)荷大；池容較小，不需要很高的投資與運(yùn)行費(fèi)用；能適用低溫且耐沖擊性能好；啟動(dòng)運(yùn)行快速方便；運(yùn)行管理便利；利用自動(dòng)化控制的方式，方便管理。缺點(diǎn)是對進(jìn)水SS濃度要求嚴(yán)；水頭損失大；有時(shí)需頻繁反沖洗。（2）生物接觸氧化憑借填料上的生物膜對水質(zhì)進(jìn)行凈化處理的一種方法，同時(shí)具有活性污泥法和生物膜法這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。在一定條件下，適用于工業(yè)廢水、生活污水等多種廢水的處理，且都能取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。特點(diǎn)：由于填料具有比較高的比表面積，所以系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，單位容積所含生物固體量較高，因而容積負(fù)荷也比較大；同時(shí)該工藝還具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，可以適應(yīng)水質(zhì)水量的變化；污泥產(chǎn)量少，基本不存在污泥膨脹等問題，管理方便。目前該工藝被用于多個(gè)行業(yè)污水的處理。1.4組合處理技術(shù)（1）“多級Fenton+生化”組合工藝王飛等人針對山東省某化工廠生產(chǎn)過程中的酚醛廢水，分別經(jīng)過一級Fenton、水解酸化單元、UASB單元、接觸氧化單元處理后，大量的有機(jī)污染物被去除，出水經(jīng)過二級Fenton、曝氣生物濾池單元、三級Fenton處理后，廢水中污染物含量進(jìn)一步降低，最后通過活性炭濾池處理單元，出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到了排放要求[11]。（2）“萃取+三級活性污泥法”李兵等人采用“萃取+三級活性污泥法”處理實(shí)際酚醛樹脂生產(chǎn)過程的酚醛廢水，廢水根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)分為多種，其中工藝廢水經(jīng)過萃取精餾對苯酚進(jìn)行回收后，采用組合工藝處理技術(shù)處理，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，此套工藝對酚醛廢水有較好的適應(yīng)性[7]。（3）“Fe/C微電解+Fenton+中和+水解酸化+UASB+PACT”組合工藝張洪君等人基于無錫市某有限公司廢水的水質(zhì)特征，廢水經(jīng)過上述預(yù)處理單元、生物處理單元的組合工藝后，絕大多是有機(jī)物被大量降解去除，實(shí)現(xiàn)了理想的處理效果，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)[16]。（4）“Fenton+UV氧化”工藝林彩鳳等人針對福建省某公司的熱塑性酚醛樹脂生產(chǎn)廢水，采用“Fenton+UV”的方法，COD去除率可以達(dá)到90%；將“絮凝法+Fenton+UV”組合使用，COD去除率達(dá)到70%左右[36]，可實(shí)現(xiàn)對廢水的有效處理。（5）“Fenton+混凝沉淀+生物接觸氧化”工藝嚴(yán)平等人針對某磨料磨具廠生產(chǎn)酚醛樹脂過程中廢水，用上述組合工藝對廢水進(jìn)行處理。其中廢水經(jīng)過Fenton氧化處理后，COD濃度顯著下降，質(zhì)量濃度不超過1000mg/L，為后續(xù)生物處理提高了可生化性。運(yùn)行結(jié)果顯示，出水中COD、醛等污染物均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。即該工藝處理廢水效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定[37]。（6）“Fenton氧化+混凝+活性炭吸附”聯(lián)合工藝秦普豐等人用該組合工藝對湖南某廠的酚醛樹脂廢水進(jìn)行處理，在設(shè)定好不同處理單元的參數(shù)條件后，廢水COD去除率達(dá)97.9%，揮發(fā)酚為99.8%，甲醛為99.8%，為生物處理穩(wěn)定運(yùn)行提供了有利條件[15]。（7）“堿解縮聚+臭氧氧化+生化處理”工藝徐艷等人針對某酚醛樹脂廢水進(jìn)行試驗(yàn)，采用上述組合工藝處理廢水。在一定條件下，甲醛去除率達(dá)到99.9%，揮發(fā)酚的去除率達(dá)到96%。經(jīng)組合工藝處理后可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放[38]。（8）“縮合+電化學(xué)氧化+生化”組合工藝?yán)罴t藝等人針對張家港某酚醛樹脂生產(chǎn)企業(yè)的廢水，在小試基礎(chǔ)上采用此組合工藝對廢水進(jìn)行處理，實(shí)踐證明，該工藝出水水質(zhì)能夠達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，有較好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益[39]。（9）“縮聚+Fenton+A/O生物流化床”組合工藝韋朝海等人以廣州某生產(chǎn)酚醛樹脂公司產(chǎn)生的廢水作為研究對象，通過對廢水水質(zhì)特點(diǎn)的分析后，采用此聯(lián)合工藝進(jìn)行廢水處理。COD、苯酚及甲醛經(jīng)預(yù)處理后，去除率分別可以達(dá)到92.5%、98.6%和98.7%。再經(jīng)研制的“A/O工藝”與混凝處理，穩(wěn)定運(yùn)行后，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)[40]，處理效果理想。1.5組合工藝對比對部分實(shí)際工程中用于酚醛廢水與其他化工廢水處理組合工藝進(jìn)行特點(diǎn)與運(yùn)行情況對比，以供選擇，分別如表1.2和表1.3所示。表1.2酚醛廢水不同組合處理工藝的應(yīng)用及其優(yōu)缺點(diǎn)組合工藝運(yùn)行情況特點(diǎn)/存在問題應(yīng)用多級Fenton+生化（酚醛廢水）該工藝處理化工廠酚醛廢水，其出水COD降至約為94.9mg/L，滿足小于100mg/L的要求。其他指標(biāo)亦完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)先進(jìn)、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、投資省、運(yùn)行成本低，能獲得最佳的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。山東省某化工廠[11]萃取+三級活性污泥法（酚醛廢水）于2016年3月竣工，6月完成調(diào)試，7月開始穩(wěn)定運(yùn)行，出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。調(diào)試期間好氧池出現(xiàn)大量泡沫，泡沫溢出時(shí)帶走了污泥，當(dāng)投加粉末活性炭后有效地抑制泡沫，改善了污泥沉降性，系統(tǒng)運(yùn)行逐漸穩(wěn)定。某酚醛樹脂生產(chǎn)企業(yè)[7]Fe/C微電解+Fenton+中和+水解酸化+UASB+PACT（酚醛廢水）可去除其中的大部分有機(jī)物，出水水質(zhì)能穩(wěn)定達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》三級標(biāo)準(zhǔn)的要求。運(yùn)行結(jié)果表明，該技術(shù)較好地解決了試運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，大大提高了廢水處理系統(tǒng)的處理效果，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。無錫市某塑業(yè)有限公司[16]Fenton+混凝沉淀+生物接觸氧化（酚醛廢水）進(jìn)水水質(zhì)COD≤10000mg/L，甲醛≤1200mg/L時(shí)，出水水質(zhì)中COD≤110mg/L，甲醛≤0.1mg/L。實(shí)踐表明，該組合工藝處理效果好、出水水量水質(zhì)穩(wěn)定，可達(dá)標(biāo)排放。某磨料磨具廠[37]

表1.3其他化工廢水不同組合處理工藝的應(yīng)用及其優(yōu)缺點(diǎn)組合工藝運(yùn)行情況特點(diǎn)/存在問題應(yīng)用水解酸化+SBR池+曝氣生物濾池SBR處理后，COD去除率在70%-80%，出