【正文】 類脫附回收率達 95％以上。最為主要的是其價格較為昂貴，難以廣泛使用。有人采用活性炭纖維處理苯酚模擬廢水結果表明，活性炭纖維對苯酚的吸附容量為 ，吸附飽和的活性炭纖維用 10％的氫氧化鈉溶液再生，重復使用 3 次，吸附效率無明顯變化?；钚蕴刻幚淼呐欧潘蟹雍靠伞?1mg/L。吸附容器可設計為壓力流式或重力流式，可以在錯流或逆流情況下操作。因此，是很有使用價值與發(fā)展前途的水處理吸附劑。要使吸附脫酚法較為廣泛地應用 , 吸附劑需具備以下特點：吸附容量大，價格便宜 。但是在液膜分離過程中，萃取與反萃取是同時進行，一步完成的。當時由于受到膜材料及技術上的限制 ,蒸餾通量非常有限 ,一般僅 lkg/m2h 左右。 生化法是目前應用較普遍的含酚廢水處理技術。生化法處理受廢水的 pH值及酚含量等因素影響很大，操作條件要求較嚴格，且酚類物質不能回收。因此，近年來在常規(guī)活性污泥基礎上做了一些改進。在載體表面生長、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。 綜上所述，生物流化床具有 BOD 容積負荷高、處理效果好、效率高、占地少以及投資省等優(yōu)點。 (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 80 年代起，開始了將酶制劑技術應用于廢水處理的研究。 (4)固定化細胞技術 普通活性污泥法中微生物易流失、細胞對毒物的承受能力低。 對于高濃度的含酚廢水來說，生物法的處理效果不是很好，但是隨著生物新技術的發(fā)展，近來用生物法處理高濃度含酚廢水也有一些報道。作為細菌的來源，多采用活性污泥培養(yǎng)馴化的方法而獲得。實驗結果不僅可用于含酚工業(yè)廢水的治理，對其他工業(yè)廢水的治理研究也具有指導意義?；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。液膜的穩(wěn)定性、破乳、溶脹等問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)化普及應用是值得提倡的。旨在提高生化處理效率的生物處理新工藝、新技術及生化預處理技術的研究將是一個重要的發(fā)展方向。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。 工藝參數(shù) 設計水量、水質：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℃；進入萃取塔的酚水 pH值 :；酚塔塔頂 [9]：壓力 ,溫度 205℃；酚塔塔釜：壓力 ,溫度 205℃；脫酚后廢水含酚量：≤ 200mg/L 工藝設備論證 萃取塔設備的選擇 目前在含酚廢水處理中常用的萃取設備有填料塔、篩板塔、往復篩板塔、脈沖填料塔、轉盤塔以及離心萃取機等。同時，可采用自動化手段控制溶劑和物料的進料流量與流量比以及塔內液 液兩相的分界面位置，實現(xiàn)萃取全過程穩(wěn)定的自動化生產(chǎn)，降低了操作工人的勞動強度，整個過程操作靈活方便，適用性廣。 脈沖篩板塔 根據(jù)以上幾個塔的對比，本設計采用脈沖篩板塔對含酚廢水進行溶劑萃取脫酚。例如，用乙酸丁酯 萃取廢水中的單酚時，溶劑沸點為 116℃，而單酚沸點為 181～℃， 相差較大，可用蒸餾法分離。 (2)效率高：氣液兩相在塔內保持充分的密切接觸，具有較高的塔板效率或傳質效率。 (6)能滿足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等。 萃取劑的性能 萃 取劑好壞主要取決于分配系數(shù)的高低，兩相間的分配系數(shù) K 表達式： ∵ K=y /x ∴ y =Kx y — 溶質在萃取劑中的平衡濃度； x — 溶質的原溶液中的平衡濃度 K 又代表萃取操作平衡曲 線的斜率， K 越大，萃取能力越大。 經(jīng)過對比本設計采用二異丙基醚作為萃取劑。高濃度含酚廢水經(jīng)焦碳過濾器除油，使出水符合進生化處理裝置的要求。溶劑油與高濃度含酚廢水在萃取塔中逆流接觸，絕大部分酚轉移至溶劑油中，溶劑油由萃取塔頂溢流進入精餾塔，萃取劑遇熱后變?yōu)橛驼羝伤斠绯龊筮M入循環(huán)油槽，循環(huán)使用。所以從多方面考慮油水比也不是越大越好。特別要提到的是，當溫度超過 60℃ 時，溶液中的酚類會揮發(fā)，造成生產(chǎn)過程的失控。 萃取混合時的震蕩頻率 (攪拌強度 ) 為了讓萃取劑和含酚廢水能充分混合。這樣將一定量溶劑加入到被分離混和物中使其形成兩個液相，然后加以攪伴，將一個液相 以小滴的形式分散于另一液相中，形成很大的相接觸面，給物質傳遞創(chuàng)造良好的條件，兩液相因密度差而自行沉降分層，溶劑中出現(xiàn)了 C 和 B 兩種物質稱為萃取相，被分離混和物中出現(xiàn)了溶劑，稱萃余相。 工藝流程 圖 3— 1 萃取脫酚的工藝流程 由回收車間來的剩余氨水及焦油車間來的含酚廢水用泵連續(xù)送入三臺串聯(lián)的原料氨水槽，氨水靜止、澄清，沉淀出焦油，定期抽入焦油槽。由于酚在油中的 溶解度比在水中的大，水中的酚即擴散到油中去。 萃取了酚的油在萃取塔頂部澄清段澄清后，進入精餾塔。 萃取塔內兩相界面處聚集的乳化物定期排放至乳化物槽，并在其中離心破乳、澄清分離，分離水放入低位混合槽，脫水的油送再生釜復蒸。 溶劑脫酚的操作制度 表 3— 1 溶劑脫酚的操作制度 項目 單位 指標 項目 單位 指標 進萃取塔的 氨水含酚量 mg/L 2100mg/L 進萃取塔的油溫度 ℃ 40～ 45 脫酚后廢 水含酚量 mg/L 200 萃取塔內相界面 控制在萃取段 脫酚效率 % 90 精餾塔塔底溫度 ℃ 180[14] 相比（水：油） 8:1 壓力 kPa 進入萃取塔的酚水 pH 值 5～ 精餾塔塔頂溫度 ℃ 70 進萃取塔的氨水溫度 ℃ 50～ 55 壓力 kPa 第 4 章 工藝計算 產(chǎn)品產(chǎn)量及原料消耗 基礎數(shù)據(jù) 混合氨水處理量 100 米 3/時 其中 （ 1）酚水量 35 米 3/時（包括由鼓風冷凝工段來的未分解水和煤中水分 ) （ 2）終冷水 米 3/時 （ 3）粗苯分離水 米 3/時 （ 4）焦油蒸餾工段酚水 米 3/時 ? ?? ?24%97365 35%%41%4%75/150 ?? ????? = 噸 /時≈ 米 3/時 （ 5） 焦油蒸餾工段分離水 米 3/時 24%97365 )%4(%4%75/150 ?? ??? = 噸 /時≈ 米 3/時 合計 噸 /時 考慮到裝入煤水分波動及操作中的事故排水，酚水量按 100 米 3/時計。用液下泵定期將槽內的液體送往乳化物槽、循環(huán)油槽和再生塔。精餾再生后的油從精餾塔頂部流入循環(huán)油槽供循環(huán)使用。在此用氨水泵連續(xù)送去蒸氨。萃取劑（二異丙基醚，簡稱油）自循環(huán)油槽經(jīng)預熱器加熱到 40～ 45℃后進入萃取塔底部分布器。精餾過程在能量計的驅動下，使氣、液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分揮發(fā)度的不同，使揮發(fā)組分由液相向氣相轉移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉移。 第 3 章 工藝詳述 工藝原理 a）萃取原理 [13]：液液萃取是分離液體混和物的一種方法，若一溶液內含有 A、 B 兩組，為將其分離，可使用溶劑 C 加入到溶液中利用液體混和物各組份在溶液 C 中溶解度的差異而實現(xiàn)分離，所使用溶劑必須滿足下列兩個基本要求： a、溶劑不能被分離混合物完全互溶，只能部分溶解。根據(jù)酚的性質，如果溶液偏堿，酚將以酚鹽形式存在，其結果只有很少量的酚與有機堿絡合反應，從而不利于酚的絡合萃取，而如果溶液酸度過高，有機堿加入的大部分又與無機酸反應，同樣不利于酚的絡合萃取。一般說來，萃取時的溫度高些較好，可以加快溶液中分子的運動速率，有利于破乳，有利于萃取劑與水分離，還能加速水和油的傳質過程。萃取后的含酚廢水由萃取塔排出，經(jīng)蒸氨脫除部分氨，再與其它廢水混合，進入隔油池除油，然后經(jīng)過調節(jié)池調節(jié)水質水量后，進入生化處理流程。除油后的含酚廢水經(jīng)冷卻器冷卻至 55～ 65℃進入萃取塔上部。含酚溶劑用蒸餾再生，酚以的單質的形式回收，蒸餾出的溶劑循環(huán)使用。5 萃取率高、損耗低、操作穩(wěn)定、脫酚效率＞ 90%，但價格較貴 7 二異 丙基醚 [1112] 20 萃取效率 90%、不易乳化、分配系數(shù)較高、回收溶劑的費用較低 β=Kxar/xae 小于或大于 1 均可，但又取決于 K 值， K值越大分離效果越好； ，一般在萃取器上部引出后到精餾再生塔與過熱蒸汽接觸使酚與萃取劑分離； 。 萃取劑的性能及其選擇依據(jù) 萃取法的實際應用表明，萃取劑及萃取設備的選定是至關重要的，這關系著廢水處理的成本。 (4)有一定的操作彈性：當氣液相流速有一定波動時，兩相均能維持正常的流動，而且不會使效率發(fā)生較大的變化。根據(jù)分離目的，可采用精餾再生。常用的再生方法有：蒸餾法和結晶法，蒸餾法屬于物理法，而結晶則屬于化學法。 轉盤萃取塔 篩板塔 脈沖篩板塔與填料塔的不同在于用篩板來代替填料，這樣可以減少塔的體積，克服填料溶劑堵塞的弊病。填料塔處理能力比篩板塔低，固本設計不采用此類 型塔。根據(jù)目 前回收與處理含酚廢水的技術水平和經(jīng)濟核算的結果，對于濃度高于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)濟高效的處理方法。通常將質量濃度高于1000mg/L 的含酚廢水。 （ 6）生化法：生化法處理量大、處理成本低、無二次污染 ,且其硬件設施和工藝流程均較成熟 。所以活性炭和磺化煤在處理高濃度含酚廢水時受到了一定的限制。 （ 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 ,是一個具有價格競爭優(yōu)勢、高效、可靠的新技術。直接對土壤中微生物進行馴化包埋，用于處理中、高濃度含酚廢水，同樣獲得滿意的解酚效果。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、降解有機物能力強、耐毒、抗雜菌，耐沖擊負荷。 2021 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 ,反應速率增大 ,降解酚的能力大大增強。水溶性酶屬一次性消耗 ,導致處理成本高。它的特點是反應器結構簡單、流體混合性能良好、低剪切、生物濃度高、傳熱、傳質效果好．加 生物膜顆粒的劇烈運動及碰撞，生物膜表面不斷更新，因而具有單位體積負荷大、反應時間短、處理能力大、運行成本低、操作方便等優(yōu)點。生物流化床法可使反應器內生物膜保持高密度狀態(tài)，在向反應器內曝氣的同時使空氣和生物膜保持良好的接觸，從而提高處理效率。 (2) 生物流化床法 近年來，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。苯酚是一種生物毒性物質，既使在低濃度下對人體及微生物也有毒害作用，由于許多好氧菌及微生物可 利用苯酚作為生長的碳源，因此活性污泥法是常用的除酚方法。生物法中主要以活性污泥法的處理效果較好。張風君等采用聚氟乙烯中空纖維膜 ,對含酚廢水進行膜蒸餾處理回收 ,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，既可得到結晶苯酚。使分離過程所需級數(shù)明顯減少，大大節(jié)省了萃取劑的消耗量。對不同酚類均具有較好的選擇性。由于“吸附”是用多孔固體從整體中進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特定種類簡單組成的含酚廢水有較好的吸附行為 , 對于組成較為復雜的焦化原始含酚廢水的處理尚未見報道 。在確定采用活性炭作為酚類吸附劑之前。從活性炭上脫酚是用化學再生法回收濃縮酚。而且用 10％氫氧化鈉溶液再生，苯酚再生回收率可達 ％。 ACF 表面含有多種基團，對含硫、磷和氧等元素的有機物有特別的吸附能力。經(jīng)濟效益遠超過其它傳統(tǒng)的除酚方法。離子交換樹脂除酚的效果與離子交換樹脂的形式、所含的官能團、樹脂吸附的穩(wěn)定性及 pH值等均有關系?；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。絡合萃取法脫酚工藝分離因數(shù)高，操作簡便 ,一般僅經(jīng)過 2～ 3 收錯流接觸即可使殘液含酚小于。萃取脫酚工藝或設備是萃取脫酚的另一關鍵。但現(xiàn)有的萃取劑分別存在著以下主要缺點 ① 萃取效能低（如粗苯對苯酚的萃取平衡常數(shù)僅 2～ 3, 脫酚率僅為 85%。 溶劑萃取通常指物理萃取 , 基本上不涉及化學反應的物質傳遞過程。 (1)溶劑萃取法 [5] 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移到溶劑相中，從而達到酚類物質與水分離的目的。蒸汽脫酚過程中，該設備可將 50000mg/L 高濃度含酚廢水，脫酚后達到 1500— 3000mg/L，脫酚率達 94— 97％；亦可將 40— 20210mg/L 的中、高濃度含酚廢水，脫酚后達到 10—90mg/L，脫酚率達 — ％。 蒸汽脫酚原理是利用含酚廢水中揮發(fā)性酚可與水蒸汽形成共沸混合物的特性，當揮發(fā)性酚的蒸汽壓與水蒸汽的蒸汽