【正文】 及相應(yīng)的除酚工藝。絡(luò)合萃取法脫酚工藝分離因數(shù)高，操作簡(jiǎn)便,一般僅經(jīng)過(guò)2～。相間發(fā)生的絡(luò)合反應(yīng)可以用下述簡(jiǎn)單的平衡式描述：溶質(zhì)+n絡(luò)合劑→絡(luò)合物 利用一些多孔吸附劑較高的比表面積表現(xiàn)出的較強(qiáng)的吸附性能將廢水中的酚類物質(zhì)吸附，吸附劑吸附飽和后可再生使用，酚類物質(zhì)也可以回收利用。常用的吸附劑主要有活性炭、磺化煤、大孔吸附樹(shù)脂及有機(jī)合成吸附劑等。此種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、凈化效率高、吸附量大及吸附選擇性高等。活性炭吸附雖然吸附量大，但再生困難，因而其使用逐漸不為人們看好。磺化煤的吸附容量較小，處理后廢水中含酚量遠(yuǎn)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)行二級(jí)處理。所以活性炭和磺化煤在處理高濃度含酚廢水時(shí)受到了一定的限制。 (1)交換樹(shù)脂吸附法 由于苯酚是酸性化合物，因此可以用離子交換技術(shù)將其從廢水中除去，一般含量為100～600mg/L的含酚廢水均可經(jīng)濟(jì)地用陰離子交換樹(shù)脂進(jìn)行回收，并同時(shí)達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。離子交換樹(shù)脂除酚的效果與離子交換樹(shù)脂的形式、所含的官能團(tuán)、樹(shù)脂吸附的穩(wěn)定性及pH值等均有關(guān)系。 大孔樹(shù)脂較其它兩種吸附劑有明顯的優(yōu)勢(shì)，由于大孔樹(shù)脂是內(nèi)部呈交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子珠狀體，具有優(yōu)良的孔結(jié)構(gòu)和很大的比表面積，并具有良好的疏水性。試驗(yàn)結(jié)果表明，一些大孔樹(shù)脂對(duì)水中酚類物質(zhì)的吸附量與活性炭相當(dāng)，它對(duì)廢水中的酚類物質(zhì)吸附可逆性好，對(duì)廢水中酚的吸附率可達(dá)95％～99％，酚類脫附回收率達(dá)95％以上?？捎肗aClNaOH再生，解吸率近100％，可反復(fù)使用1000次以上，且可回收酚類物質(zhì)。經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)超過(guò)其它傳統(tǒng)的除酚方法。 樹(shù)脂吸附雖不失為凈化酚類組成較簡(jiǎn)單、含量較低的廢水的有效手段，但由于基礎(chǔ)研究尚不成熟，吸附脫酚機(jī)理尚不太明確，仍需進(jìn)一步研究和探索。最為主要的是其價(jià)格較為昂貴，難以廣泛使用。 (2)活性炭吸附法 活性炭纖維(ACF)與傳統(tǒng)的顆粒狀活性炭相比，炭含量高、比表面積大、微孔發(fā)達(dá)、孔徑分布窄、吸附速度快、吸附能力強(qiáng)和再生容易等特點(diǎn)，兼有纖維的外形和特性。ACF表面含有多種基團(tuán)，對(duì)含硫、磷和氧等元素的有機(jī)物有特別的吸附能力。苯酚既含有羥基，從理論上分析，活性炭纖維對(duì)苯酚具有良好的吸附性。有人采用活性炭纖維處理苯酚模擬廢水結(jié)果表明，吸附飽和的活性炭纖維用10％的氫氧化鈉溶液再生，重復(fù)使用3次，吸附效率無(wú)明顯變化。ACF雖價(jià)格高，但吸附容量大，吸附劑再生速度快，循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，用量小，處理設(shè)備體積小。而且用10％氫氧化鈉溶液再生，％?；钚蕴窟m用于處理較低濃度的含酚廢水，對(duì)于芳香族、非極性、高分子物質(zhì)尤為有效?；钚蕴刻幚淼呐欧潘蟹雍靠伞?mg/L。活性炭從廢水中脫酚的能力是一定的,最后達(dá)到飽和。從活性炭上脫酚是用化學(xué)再生法回收濃縮酚。在處理含酚廢水時(shí)，一般都用顆粒狀活性炭。吸附容器可設(shè)計(jì)為壓力流式或重力流式，可以在錯(cuò)流或逆流情況下操作。～。在確定采用活性炭作為酚類吸附劑之前。一般應(yīng)進(jìn)行以下試驗(yàn)活性炭是否能夠使排放液達(dá)到規(guī)定的含酚濃度何種活性炭形式最為適宜是否要調(diào)節(jié)PH；估計(jì)活性炭用量和滯留時(shí)間在吸附力消耗循環(huán)過(guò)程中所產(chǎn)生的水流特征以及采用何種再生方法。因此，是很有使用價(jià)值與發(fā)展前途的水處理吸附劑。 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(jī)溶劑進(jìn)行解吸脫附。由于“吸附”是用多孔固體從整體中進(jìn)行選擇分離特定組分，因此不同的脫酚吸附劑一般情況下只對(duì)特定種類簡(jiǎn)單組成的含酚廢水有較好的吸附行為, 對(duì)于組成較為復(fù)雜的焦化原始含酚廢水的處理尚未見(jiàn)報(bào)道。該法一般只用于廢水排放前的處理。要使吸附脫酚法較為廣泛地應(yīng)用, 吸附劑需具備以下特點(diǎn)：吸附容量大，價(jià)格便宜。容易解吸和再生。對(duì)不同酚類均具有較好的選擇性。 (1)液膜分離技術(shù)[67]液膜分離技術(shù)和溶劑萃取過(guò)程相似，也是由萃取與反萃取兩個(gè)過(guò)程構(gòu)成的。但是在液膜分離過(guò)程中，萃取與反萃取是同時(shí)進(jìn)行，一步完成的。其傳質(zhì)速率明顯提高，甚至可以實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)從低濃度向高濃度的傳遞。使分離過(guò)程所需級(jí)數(shù)明顯減少，大大節(jié)省了萃取劑的消耗量。 液膜處理過(guò)程:制乳→萃取→破乳 反應(yīng)原理方程:C6H5OH+NaOH=C6H5Na+H2O (2)蒸餾技術(shù)膜蒸餾是60年代出現(xiàn)的一種新型膜分離技術(shù)。當(dāng)時(shí)由于受到膜材料及技術(shù)上的限制,蒸餾通量非常有限,一般僅lkg/m2h左右。進(jìn)入80年代以來(lái)，由于高分子材料及制膜工業(yè)的迅速發(fā)展,可以獲得空隙率達(dá)80％,而膜厚僅50μm的膜,同時(shí)由于對(duì)膜蒸餾機(jī)理模型更加深入的了解,人們對(duì)膜分離技術(shù)的興趣越來(lái)越大。張風(fēng)君等采用聚氟乙烯中空纖維膜,對(duì)含酚廢水進(jìn)行膜蒸餾處理回收,該方法可適用于不同濃度的含酚廢水的處理，在選定的條件下,可使污水中的酚降至50μg/μm以下,以2％的NaOH溶液為吸收液,采用CO2氣流處理NaOH吸收液，既可得到結(jié)晶苯酚。 高級(jí)氧化處理技術(shù)可分為以下幾種: 化學(xué)氧化法、濕式氧化法、光催化氧化法、電催化氧化法、超聲波化學(xué)氧化法、超臨界水氧化法、焚燒法。 生化法是目前應(yīng)用較普遍的含酚廢水處理技術(shù)。生化法主要是利用微生物的新陳代謝作用，降解水中的酚類化合物，將其轉(zhuǎn)化為無(wú)楓物以實(shí)現(xiàn)無(wú)害化的目的。生物法中主要以活性污泥法的處理效果較好。生化法具有應(yīng)用范圍廣、處理能力大、設(shè)備簡(jiǎn)單和比較經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。生化法處理受廢水的pH值及酚含量等因素影響很大，操作條件要求較嚴(yán)格，且酚類物質(zhì)不能回收。 (1) 活性污泥法 該法將空氣連續(xù)鼓入曝氣池的污水中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，水中即形成繁殖有巨量好氧性微生物的絮凝體——活性污泥，活性污泥能夠吸附水中的酚類物質(zhì)，生活在活性污泥上的微生物以酚類物質(zhì)為食料進(jìn)行新陳代謝，獲得能量并不斷生長(zhǎng)繁殖，酚類物質(zhì)被去除，廢水得以凈化。苯酚是一種生物毒性物質(zhì)，既使在低濃度下對(duì)人體及微生物也有毒害作用，由于許多好氧菌及微生物可利用苯酚作為生長(zhǎng)的碳源，因此活性污泥法是常用的除酚方法。但該法同時(shí)也存在運(yùn)行管理要求高、對(duì)毒物承受能力低、不適應(yīng)沖擊負(fù)荷、曝氣池容積負(fù)荷低、污泥產(chǎn)生量大等不足之處，對(duì)組成復(fù)雜、濃度較高的含酚廢水處理效果不理想。因此，近年來(lái)在常規(guī)活性污泥基礎(chǔ)上做了一些改進(jìn)。除投加活性炭的改良工藝外，還有利用形成生物鐵絮凝體的生物鐵法，以及近年來(lái)開(kāi)發(fā)的膜分離活性污泥法，這些改進(jìn)工藝的處理效果均優(yōu)于常規(guī)活性污泥法。 (2) 生物流化床法近年來(lái)，生物流化床在含酚廢水的處理方面已呈現(xiàn)良好的發(fā)展前景。生物流化床以砂、焦炭、活性炭一類的顆粒材料為載體，水流由下向上流動(dòng)，使載體處于流化狀態(tài)。在載體表面生長(zhǎng)、附著生物膜，由于載體顆粒小，總表面積大，因此具有較大的生物量。由于載體處于流化狀態(tài)，污水從其下部、左、右側(cè)流過(guò)，廣泛地和載體上的生物膜相接觸，從而強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程，并且由于載體不停地流動(dòng)，能夠有效地防止其被生物膜所堵塞。生物流化床法可使反應(yīng)器內(nèi)生物膜保持高密度狀態(tài)，在向反應(yīng)器內(nèi)曝氣的同時(shí)使空氣和生物膜保持良好的接觸，從而提高處理效率。該法兼具活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今一種污水生物處理新技術(shù)。綜上所述，生物流化床具有BOD容積負(fù)荷高、處理效果好、效率高、占地少以及投資省等優(yōu)點(diǎn)。在生物流化床法中出現(xiàn)的三相流化床生物反應(yīng)器是將生物技術(shù)、化工技術(shù)及水處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新型生化處理裝置。它的特點(diǎn)是反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流體混合性能良好、低剪切、生物濃度高、傳熱、傳質(zhì)效果好．加 生物膜顆粒的劇烈運(yùn)動(dòng)及碰撞，生物膜表面不斷更新，因而具有單位體積負(fù)荷大、反應(yīng)時(shí)間短、處理能力大、運(yùn)行成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。該裝置可在節(jié)省曝氣池、減少占地面積、降低設(shè)備制作與運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)能的基礎(chǔ)上，在高負(fù)荷條件下處理大量的含酚廢水，并且絲狀菌在此系統(tǒng)中不易交聯(lián)成團(tuán)，從而避免產(chǎn)生污泥膨脹和絲狀菌堵塞的現(xiàn)象。 (3)酶制劑處理法 酶是一種高效專一的生物催化劑，自20世紀(jì)80年代起，開(kāi)始了將酶制劑技術(shù)應(yīng)用于廢水處理的研究。例如用辣根酶加過(guò)氧化氫處理含酚330mg/L廢水，酚去除率可達(dá)97％～99％ ；用酪氨酸酶可以使苯酚得到100％的降解。水溶性酶屬一次性消耗,導(dǎo)致處理成本高。為降低成本、提高酶活性,酶的固定化技術(shù)將是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。 (4)固定化細(xì)胞技術(shù) 普通活性污泥法中微生物易流失、細(xì)胞對(duì)毒物的承受能力低。近十幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了將固定化細(xì)胞技術(shù)用于廢水處理的探索研究。2000年朱柱等用紅磚碎粒為載體固定脫酚菌,脫酚菌經(jīng)固定后,反應(yīng)速率增大,降解酚的能力大大增強(qiáng)。2000年KaiChleeLon等用Pseudomonasputida美國(guó)型技術(shù)49451構(gòu)造的固相細(xì)胞膜反應(yīng)器處理酚,可使?jié)舛雀哌_(dá)2000～3500mg/L的酚完全降解。 對(duì)于高濃度的含酚廢水來(lái)說(shuō)，生物法的處理效果不是很好，但是隨著生物新技術(shù)的發(fā)展，近來(lái)用生物法處理高濃度含酚廢水也有一些報(bào)道。應(yīng)用包埋法固定化微生物技術(shù)處理廢水是廢水處理的新技術(shù)。經(jīng)固定化酶和固定化微生物普遍比未固定化的微生物性能好，穩(wěn)定、降解有機(jī)物能力強(qiáng)、耐毒、抗雜菌，耐沖擊負(fù)荷。應(yīng)用包埋微生物法處理含酚廢水，國(guó)內(nèi)外資料已有一些報(bào)道。作為細(xì)菌的來(lái)源，多采用活性污泥培養(yǎng)馴化的方法而獲得。有人用PVA(聚已烯醇)作包埋材料，加其他添加劑作混合載體。直接對(duì)土壤中微生物進(jìn)行馴化包埋，用于處理中、高濃度含酚廢水，同樣獲得滿意的解酚效果。通過(guò)大量條件實(shí)驗(yàn)，得出了包埋法固定土壤中微生物處理含酚廢水的適宜條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅可用于含酚工業(yè)廢水的治理，對(duì)其他工業(yè)廢水的治理研究也具有指導(dǎo)意義。 （1）氣提及蒸餾氣提法[8]：此種方法可回收酚，效率高、操作簡(jiǎn)單，但對(duì)不揮發(fā)性酚不能使用。 （2）溶劑萃取法：此法具有操作范圍廣、容易再生、處理效果好等特點(diǎn),是一個(gè)具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、高效、可靠的新技術(shù)。 （3）吸附法：此種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、凈化效率高、吸附量大及吸附選擇性高等?；钚蕴课诫m然吸附量大，但再生困難，因而其使用逐漸不為人們看好。磺化煤的吸附容量較小，處理后廢水中含酚量遠(yuǎn)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)行二級(jí)處理。所以活性炭和磺化煤在處理高濃度含酚廢水時(shí)受到了一定的限制。 （4）液膜法：與一般方法相比，液膜法處理含酚廢水具有簡(jiǎn)便快速、技術(shù)先進(jìn)且較經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。液膜的穩(wěn)定性、破乳、溶脹等問(wèn)題在理論上己基本解決，并出現(xiàn)了較好的提取、破乳裝置，因此，液膜法的工業(yè)化普及應(yīng)用是值得提倡的。 （5）氧化技術(shù)：此技術(shù)可在較短時(shí)間內(nèi)將有機(jī)物氧化降解為CO2 、H2O 及其他低分子無(wú)機(jī)化合物,去除效率高,氧化速度快,無(wú)二次污染,同時(shí)也避免了采用生物法處理時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn),今后仍將是研究的熱點(diǎn)。 （6）生化法：生化法處理量大、處理成本低、無(wú)二次污染,且其硬件設(shè)施和工藝流程均較成熟?？梢灶A(yù)見(jiàn)在今后較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),生化法仍將是含酚廢水處理的主要方法。旨在提高生化處理效率的生物處理新工藝、新技術(shù)及生化預(yù)處理技術(shù)的研究將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。 綜上所述，含酚廢水濃度不同處理方法也不相同。通常將質(zhì)量濃度高于1000mg/L的含酚廢水。稱為高濃度含酚廢水。而焦化廠、煤氣廠、石油化工廠排出的廢水中常含有較高濃度的酚，處理這種高濃度的廢水，常用的方法為溶劑萃取法。萃取法主要是利用難溶于水的萃取劑與廢水接觸，使廢水中的酚類化合物在從水相轉(zhuǎn)移到溶劑相中，從而達(dá)到酚類物質(zhì)與水分離的目的。根據(jù)目前回收與處理含酚廢水的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)核算的結(jié)果，對(duì)于濃度高于1000mg/L的高濃度含酚廢水，采取溶液萃取工藝，不失為一種經(jīng)濟(jì)高效的處理方法。因此本次設(shè)計(jì)150萬(wàn)噸焦化廠溶劑萃取脫酚車間初步設(shè)計(jì)，將采用溶劑萃取脫酚的方法進(jìn)行處理。 設(shè)計(jì)水量、水質(zhì)：含酚廢水處理量：100m3/h；含酚量：2100mg/L；水油體積比：8:1；脫酚效率：90%；萃取溫度：50℃；進(jìn)入萃取塔的酚水pH值:；酚塔塔頂[9]：,溫度205℃；酚塔塔釜：,溫度205℃；脫酚后廢水含酚量：≤200mg/L 目前在含酚廢水處理中常用的萃取設(shè)備有填料塔、篩板塔、往復(fù)篩板塔、脈沖填料塔、轉(zhuǎn)盤(pán)塔以及離心萃取機(jī)等。 填料塔使用比較早，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)能力大；持液量小、分離效率高；缺點(diǎn)：填料易堵塞、塔體積過(guò)大。填料塔處理能力比篩板塔低，固本設(shè)計(jì)不采用此類型塔。 填料塔 萃取效率高，穩(wěn)定性好，周期短；溶劑使用量少；能實(shí)現(xiàn)連續(xù)萃取，處理量大，萃取效率和萃取質(zhì)量較高。同時(shí)，可采用自動(dòng)化手段控制溶劑和物料的進(jìn)料流量與流量比以及塔內(nèi)液液兩相的分界面位置，實(shí)現(xiàn)萃取全過(guò)程穩(wěn)定的自動(dòng)化生產(chǎn)，降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，整個(gè)過(guò)程操作靈活方便，適用性廣。往復(fù)篩板塔 3. 轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔 轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔塔體積小，與篩板塔相比，設(shè)備消耗的材料少，處理費(fèi)用低，但轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔適合用于處理小流量酚水。轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔 脈沖篩板塔與填料塔的不同在于用篩板來(lái)代替填料，這樣可以減少塔的體積，克服填料溶劑堵塞的弊病。同時(shí)利用脈沖設(shè)備將物料充分的混合，提高脫酚效率。脈沖篩板塔 根據(jù)以上幾個(gè)塔的對(duì)比，本設(shè)計(jì)采用脈沖篩板塔對(duì)含酚廢水進(jìn)行溶劑萃取脫酚。 萃取后的萃取相需經(jīng)再生，將萃取物分離后，萃取劑繼續(xù)使用。常用的再生方法有：蒸餾法和結(jié)晶法，蒸餾法屬于物理法，而結(jié)晶則屬于化學(xué)法?！? 蒸餾法：當(dāng)萃取相中各組分沸點(diǎn)相差較大時(shí)，最宜采用蒸餾法分離。例如，用乙酸丁酯萃取廢水中的單酚時(shí)，溶劑沸點(diǎn)為116℃，而單酚沸點(diǎn)為181～℃， 相差較大，可用蒸餾法分離。在此萃取劑二異丙基醚(℃)和酚（182℃）沸點(diǎn)相差很大適合用蒸餾法再生萃取劑。根據(jù)分離目的，可采用精餾再生。 (1)生產(chǎn)能力大：即單位塔截面大的氣液相流率，不會(huì)產(chǎn)生液泛等不正常流動(dòng)。 (2)效率高：氣液兩相在塔內(nèi)保持充分的密切接觸，具有較高的塔板效率或傳質(zhì)效率。 (3)流體阻力小