高效离心萃取机处理工业含酚废水的研究进展
摘要:工业含酚废水毒性高，对环境危害大。因此，研究和开发高效经济的含酚废水处理技术受到了广泛的关注。本文综述了现阶段国内外含酚废水技术的研究现状及发展趋势，着重讨论了物理法和高级氧化法的处理技术，同时指出生物法目前获得了广泛应用，并探讨了相关工艺的应用前景。
工业含酚废水主要来自于焦化、煤气、炼油和以酚类为原料的化工、制药等行业，其来源广、危害大，是较常见的有害工业废水之一，且治理难度较大。含酚废水在我国水污染控制中被列为重点解决的有害废水之一。化工、炼油等行业废水含酚量往往在1 000 mg/L以上，因此，对高毒性、难降解的苯酚废水进行有效地治理意义非常重大。治理工业含酚废水一方面是尽量减小污染物含量，使其达到国家排放标准;另一方面则是研究高效可靠的回收工艺，尽量回收利用水中有价值的酚类等物质，实现资源再生利用。本文对目前国内外的一些含酚废水处理技术的进展及发展趋势进行了论述。
1物理法
物理法即利用物理作用除去含酚废水中的污染物以达到排放标准的方法，主要包括溶剂萃取法、吸附法和膜分离法等。
1.1溶剂萃取法
溶剂萃取法是利用难溶于水的萃取剂与废水接触，使废水中酚类物质与萃取剂结合，实现酚类物质的相转移。溶剂萃取法有物理萃取法和络合萃取法两种，其关键工艺有两个:一是富集操作，即将待分离的酚类废水和萃取溶剂混合，酚类化合物被萃取剂中的络合剂络合而转移至萃取相中;二是反萃取操作，即为了实现有价值酚类化合物的回收和萃取剂的循环利用，将萃取剂进行再生处理。
目前，络合萃取法在工业中已得到广泛应用。陆某采用磷酸三丁酯作为络合萃取剂，通过研究，指出磷酸三丁酯类络合剂对含酚废水的萃取能力较强，由20 %磷酸三丁酯一80%甲苯组成的混合络合萃取剂萃取性能良好，体现了络合萃取法的优点。崔某等利用络合离心萃取法处理含酚废水，该法是基于可逆络合反应的有机稀溶液萃取分离的基本原理而开发的，包括新型络合萃取剂、萃取设备在内的整套工艺。与传统的工业处理方法相比，该法投资省、占地面积小、设备操作弹性大、消耗低，不但解决了高浓度废水处理这一技术难题，降低了环境污染，保障了生产系统的长期、稳定、连续运行，而且回收的酚可以重新利用。
1.2吸附法
吸附法是一种简单易行的污水处理方法。目前，使用较为广泛的有活性炭、磺化煤、膨润土等。吸附树脂因容量相对较大，再生较为容易而研究较广。王某等合成酚轻基修饰的新型超高交联树脂JN - 2，该树脂对苯酚有较好的吸附一脱附性能。采用JN-2树脂吸附技术可对碱性紫生产过程中排放的高浓度含酚废水进行治理。结果表明，在温度小于30℃、流量小于3 BV/h条件下，废水中酚类物质的去除率大于98% , CODcr,.的去除率约99 %，吸附出水可直接进行生化处理，树脂吸附后采用稀碱脱附，效果稳定。
目前，对活性炭予以改性以处理含酚废水的研究也较多。生物活性炭技术(BAC)是一种有效的水处理方法，它是在活性炭技术的基础上发展而来的，利用活性炭对水中有机物及溶解氧有很强的吸附特性，将其作为载体，使其成为微生物聚集、繁殖生长的良好场所，该方法延长了活性炭的吸附饱和时间和活性炭使用寿命，强化了活性炭的吸附处理效果。吴某等利用活性炭对微波有较强的吸收能力和强化化学反应的特性，采用微波辐射/活性炭工艺，对工业高浓度含酚废水进行了研究，研究结果表明:对苯酚浓度约为1 000 mg/L的废水，在微波功率300、固液比1:20、微波辐射30 min的条件下，苯酚的去除率可达到85.4%，较单独的活性炭吸附苯酚去除率提高了20.3%。
1.3膜分离法
膜分离技术近年来发展迅速、应用广泛，该技术具有分离效率高、无相变、无化学反应、体积小、能耗低和操作方便等优点。膜分离技术应用于废���处理，既能对废水进行有效的净化，又能回收一些有用的物质，因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。膜分离法主要利用超滤膜、纳滤膜、液膜以及膜生物反应器等。其中，纳滤是20世纪70年代中后期开发的一种新型膜分离技术，其分离基于筛分效应和荷电效应。对石油工业的含酚废水，采用纳滤技术，不仅酚的去除率可达95%以上，而且在较低压力下能高效地将废水中的镍、汞、钦等重金属高价离子脱除，其费用比反渗透等方法低得多。
膜吸收法采用疏水微孔膜将含挥发性苯酚的废水与吸收液隔于膜两侧，废液中的苯酚在两侧浓差的作用下，沿膜微孔向膜的另一侧扩散，被另一侧的吸收液(NaOH溶液)吸收、反应生成酚钠。膜萃取法与膜吸收法原理接近，只不过膜的另一侧的吸收液被萃取剂(MTBE、异丙苯或45%异丙苯和55%的α-苯乙烯混合溶剂)所取代。真空膜蒸馏膜是利用压差的作用，使苯酚分子从膜的一侧透过膜微孔到达另一侧，通常废水一侧为常压或正压，而另一侧为负压。
2高级氧化法
高级氧化法是在水处理过程中以轻基自由基作为主要氧化剂的氧化技术，因其处理含酚废水具有降解彻底、无二次污染、停留时间短等优点，近年来受到国内外相��科技工作者的青睐。
2. 1化学氧化法
目前工业上一般采用湿式催化氧化法进行处理。该法是在传统的湿式氧化法中加入催化剂，降低反应的活化能，从而使反应能在更加温和的条件下和更短的时间内完成。研究较多的氧化剂有Fenton试剂、H2O2及CIO2等。乔某等对CIO2用于含酚废水的处理进行了实验研究，确定了在实验中处理含酚废水的最佳反应条件，并通过正交试验分析评价了反应时间、CIO2质量浓度、投入量、CIO2活化时间及废水pH值等因素对苯酚去除率的影响。
目前，按催化剂的形态不同，催化剂可分为均相催化剂和非均相催化剂。其中，后者是目前研究的热点。吕某等以不同Si/Al比分子筛制备了分子筛催化剂，研究了废水pH值、反应温度及催化剂用量等对酚降解的影响。分子筛催化剂的应用，可以有效克服Fenton试剂体系中存在大量铁离子的缺陷。此外，臭氧作为氧化剂对酚类的处理研究也逐渐受到重视，李某等用轻基自由基与臭氧联合使用处理含酚废水，在电磁波作用下对含酚废水处理效果进行了研究。结果表明，对于浓度为0. 500g/L的含酚废水，在处理时间为5 min的条件下，苯酚的去除率达到98. 23 % , COD的去除率可达到68 .12%。
2. 2光催化氧化法
目前用作光催化氧化有机物的半导体多为TiO2。TiO2的化学性质稳定，无毒，价廉易得，但在如何更好利用太阳能、提高量子效率方面尚需突破。目前，将光催化与Fenton试剂体系相结合处理较高浓度的含酚废水是研究热点。刘某等研究了太阳光-Fenton预处理工艺。结果表明，可明显提高含酚废水的生物降解性，可将含酚废水的COD值由1 357 mg/L降至104 mg/L，挥发酚含量由198. 4mg/L降至0 . 47 mg/ L。
2. 3电催化氧化法
电催化氧化技术因具有处理污染物能力强、设备体积小、无二次污染等优点近年来广受关注。贾某等采用电化学一多相催化反应器研究了苯酚的电化学氧化过程。该反应电解苯酚的最佳操作条件为:电压25 V , Na2SO4的质量浓度为1 000mg/L, pH值为2. 5。但电催化氧化法的能耗较大，成本较高，制约了其实际应用与推广。因此，在这一领域，高性能阳极及负极性三维电极技术等一些低能耗的方法和技术成为研究新热点。
2. 4超声波化学氧化法
超声波化学氧化法是利用超声波辐射溶液，产生5 000 K以上高温的空化气泡及强氧化性物质来降解酚类等有机污染物，是20世纪80年代后期新发展起来的高效处理技术。Christian等研究了氯代苯酚、苯酚等的超声波降解过程，发现这些酚类化合物最终都被完全矿化为HCI, H2O, CO和CO2。但与其他的水处理技术相比，超声辐射降解法存在处理量小、费用高等缺点，目前正处于探索阶段。近年来，超临界技术也开始应用于含酚废水的处理中。丁某等在亚临界及超临界条件下，用间歇式、连续式反应器研究了温度、压力、停留时间对苯酚去除率的影响，发现在很短的停留时间内苯酚的去除率可超过96%，即使在相对温和的超临界反应条件下，苯酚氧化的中间产物含量也相当少，证明了超临界氧化技术的高效性和氧化的彻底性。
3生物处理法
生物处理法的基本原理是利用微生物吸附和分解废水中的酚类物质，把有害物质转变为稳定的无害物质，其优点是设备简单、处理效果好、受气候条件影响小等;缺点是预处理要求高，运行开支较大。应用较多的有活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法及生物流化床法。
虽然含酚废水种类繁多，各种工业含酚废水的特性也不尽相同，但其中绝大部分有机污染物都是可以生物降解的，且利用生物法处理极少产生二次污染。张某研究了在磁场作用下，用苯酚作为唯一碳源和能源的Pseudomonas sp. WQ-03菌株在不同磁感
