申请日
2017.08.09
公开（公告）日
2017.11.28
IPC分类号
C02F1/26;C02F101/34
摘要
本发明提供了一种含酚 废水的处理方法，包括以下步骤：将含酚废水和去除剂混合进行脱酚，静置分层后分离，得到下层的脱酚废水和上层的含酚有机相；所述去除剂为有机季铵盐类化合物。本发明提供的含酚废水的处理方法仅需经过简单的混合和静置即可实现对含酚废水中酚的高效脱除，且对处理温度和处理压力没有特殊要求，在常温常压下即可实现。
权利要求书
1.一种含酚废水的处理方法，包括以下步骤：
将含酚废水和去除剂混合进行脱酚，静置分层后分离，得到下层的脱酚废水和上层的含酚有机相；
所述去除剂为有机季铵盐类化合物。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述有机季铵盐类化合物包括有机季铵碳酸盐、有机季铵硫酸盐和有机季铵盐酸盐中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述有机季铵盐类化合物为长链烷基季铵盐；
所述长链烷基季铵盐包括单长链烷基季铵盐、双长链烷基季铵盐和三长链烷基季铵盐中的一种或几种；
所述长链烷基的C原子数独立的为6～9。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述脱酚的时间为10～20min。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述去除剂和含酚废水的体积比为1～10:1000。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述静置的时间为10～20min。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述含酚有机相使用再生剂进行再生；
所述再生剂为含有碳酸根的盐溶液，或含有硫酸根的盐溶液，或含有氯离子的盐溶液。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述含酚废水处理用装置为混合澄清槽。
说明书
一种含酚废水的处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理的技术领域，特别涉及一种含酚废水的处理方法。
背景技术
含酚废水是指炼焦、制药、造纸、颜料及石油化工等工业生产中产生的含有酚类有机物的废水，是常见的工业废水之一。根据所含污染物的浓度分为低浓度含酚废水和高浓度含酚废水，通常酚含量大于100mg/L的废水为高浓度含酚废水。
目前，含酚废水的处理方法主要有生物降解法、溶剂处理法、活性炭吸附法、化学氧化法等。其中生物降解法主要适用于低浓度含酚废水，高含酚废水中的苯酚及其衍生物对微生物具有较强的毒害作用，微生物的生物活性受影响很大，导致微生物难以降解酚类有机物。
萃取法和活性炭吸附法对高含酚废水的处理效果较好，但是萃取法对于萃取环境与工艺有较高的要求，含酚废水一般为碱性，而萃取除酚需要在酸性条件下进行，所以萃取时需要较大量的酸，并且萃取法需要足够的温度，容易产生二次污染，萃取剂回收也需要较高的能耗；而活性炭吸附法存在易饱和、解析困难的缺点，且再生成本高，也容易导致二次污染。
因此，现有的含酚废水处理方法在处理高含酚废水时，普遍存在着处理难度大、处理效率低、处理成本高等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种方法简单、成本低、处理效率高的含酚废水处理方法。本发明提供的含酚废水处理方法可以高效脱除废水中的酚类物质，且处理效果不会受到废水中酚含量的影响。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种含酚废水的处理方法，包括以下步骤：
将含酚废水和去除剂混合进行脱酚，静置分层后分离，得到下层的脱酚废水和上层的含酚有机相；
所述去除剂为有机季铵盐类化合物。
优选的，所述有机季铵盐类化合物为有机季铵碳酸盐、有机季铵硫酸盐和有机季铵盐酸盐中的一种或几种。
优选的，所述有机季铵盐为长链烷基季铵盐；
所述长链烷基季铵盐类化合物为单长链烷基季铵盐、双长链烷基季铵盐和三长链烷基季铵盐中的一种或几种；
所述长链烷基的C原子数独立的为6～9。
优选的，所述脱酚的时间为10～20min。
优选的，所述去除剂和含酚废水的体积比为1～10:1000。
优选的，所述静置的时间为10～20min。
优选的，所述含酚有机相使用再生剂进行再生；
所述再生剂为含有碳酸根的盐溶液，或含有硫酸根的盐溶液，或含有氯离子的盐溶液。
优选的，所述含酚废水处理用装置为混合澄清槽。
本发明提供了一种含酚废水的处理方法，包括以下步骤：将含酚废水和去除剂混合进行脱酚，静置分层后分离，得到下层的脱酚废水和上层的含酚有机相；所述去除剂为有机季铵盐类化合物。本发明使用有机季铵盐类化合物对含酚废水中酚进行脱除，在处理过程中含酚物质中的苯氧基取代有机季铵盐中的阴离子，生成和水不互溶的有机相，再通过简单的静置分层即可将含酚有机相分离，从而达到将酚从废水中脱除的目的，类似于萃取原理；本发明提供的含酚废水的处理方法仅需经过简单的搅拌和静置即可实现对含酚废水中酚的高效脱除，且对处理温度处理压力没有特殊要求，在常温常压下即可实现，并且无需对含酚废水的pH值进行调节。进一步的，使用混合澄清槽对本发明所述含酚废水进行处理，容易实现自动化连续处理，操作方法简单，成本低，容易进行工业化生产。实施例结果表明，本发明提供的处理方法能够对酚含量为100～10000mg/L高含酚废水进行有效的处理，处理后的废水中酚含量可降至15mg/L以下，酚去除率可以达到99％以上，COD值可以降到1500mg/L以下。
具体实施方式
本发明提供了一种含酚废水的处理方法，包括以下步骤：
将含酚废水和去除剂混合进行脱酚，静置分层后分离，得到下层的脱酚废水和上层的含酚有机相；
所述去除剂为有机季铵盐类化合物。
将含酚废水和去除剂混合进行脱酚，静置分层后分离，得到下层的脱酚废水和上层的含酚有机相。在本发明中，所述含酚废水为炼焦、制药、造纸、颜料和石油化工等工业生产中产生的含酚废水，所述含酚废水的含酚浓度约为100～10000mg/L，COD值为10000～130000mg/L，含酚废水一般为中碱性废水，pH值为7～11。本发明在中碱性条件(pH值为7～11)下即可实现对含酚废水中酚的脱除，无需对含酚废水的pH值进行调节。
在本发明中，所述去除剂为有机季铵盐类化合物；所述有机季铵盐类化合物优选包括有机季铵碳酸盐、有机季铵硫酸盐和有机季铵盐酸盐中的一种或几种；所述有机季铵盐类化合物优选为长链烷基季铵盐；所述长链烷基季铵盐优选包括单长链烷基季铵盐、双长链烷基季铵盐和三长链烷基季铵盐中的一种或几种；所述长链烷基的C原子数独立的优选为6～9，更优选为7～8；在本发明的实施例中，所述有机季铵盐类化合物具体的可以为三辛基甲基氯化铵、三辛基甲基碳酸铵、三辛基甲基硫酸铵、三壬基甲基氯化铵或三壬基甲基碳酸铵等。
在本发明中，所述有机季铵盐类化合物优选为液态物质，在应用时可以直接加入含酚废水中。本发明对所述有机季铵盐类化合物的来源没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知来源的有机季铵盐类化合物即可，具体的如市售商品。
在本发明中，所述去除剂的添加量优选根据含酚废水中酚含量进行确定，在本发明的具体实施例中，所述去除剂和含酚废水的体积比优选为1～10:1000，更优选为2～8:1000，最优选为4～6:1000。
本发明优选在搅拌条件下脱酚，所述搅拌的转速优选为50～500rpm，更优选为100～400rpm，最优选为200～300rpm；所述搅拌的时间优选为10～20min，更优选为13～18min，最优选为15min。
所述脱酚后，本发明优选将脱酚后的物料静置分层后分离，得到下层的脱酚废水和上层的含酚有机相。在本发明中，所述静置的时间优选为10～20min，更优选为13～18min，最优选为15min。本发明对分离所采用的具体方法没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的，能够将脱酚废水和含酚有机相分离的方法即可。
在本发明中，所述混合、搅拌、静置分层和分离都在室温、常压下进行，无需进行额外的加热和降温，也无需施加额外的压力。
在本发明中，混合脱酚过程中含酚废水中的酚类物质会和有机季铵盐类化合物反应，含酚物质中的苯氧基取代有机季铵盐中的阴离子，生成和水不互溶的有机相(例如，去除剂为三辛基甲基碳酸铵时，酚环替代碳酸根基团后，三辛基甲基碳酸铵生成三辛基甲基苯氧基铵，三辛基甲基苯氧基铵即为本发明所述的含酚有机相)，所得含酚有机相的密度小于水，通过简单的静置分层即可将含酚有机相分离，从而达到将酚从废水中脱除的目的，类似于萃取原理。
本发明优选使用混合澄清槽进行上述含酚废水的处理。本发明对混合澄清槽的结构没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的、萃取用常规混合澄清槽即可。在本发明中，所述混合澄清槽的级数优选为2～6级，更优选为4～5级，每级为一个单元，每个单元中都包括混合单元和澄清单元；本发明对混合单元和澄清单元的容积没有特殊要求，在本发明的具体实施例中，可以根据含酚废水的处理量确定混合单元和澄清单元的容积。
在本发明中，使用混合澄清槽进行含酚废水处理具体为：
从混合澄清槽的轻相进口向混合澄清槽中泵入去除剂，从混合澄清槽的重相进口向混合澄清槽中泵入含酚废水；去除剂和含酚废水在混合单元逆流接触并通过机械搅拌混合，在澄清单元依靠重力进行自然澄清，通过2～6级混合澄清后，从轻相出口泵出含酚有机相，从重相出口泵出脱酚废水。
在本发明中，所述去除剂的泵入速度优选为1～4ml/min，更优选为2.5ml/min；所述含酚废水的泵入速度优选为20～100ml/min，更优选为50ml/min；所述去除剂和含酚废水的泵入速度比优选为1:10～100，更优选为1:20～40。本发明对泵入含酚废水及脱除剂所用的泵没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的泵即可，具体的如蠕动泵。
在本发明中，使用混合澄清槽进行含酚废水进行处理可以实现连续化处理，操作简便。
在本发明中，所述脱酚后的含酚有机相优选使用再生剂进行再生，所述再生剂优选为含有碳酸根的盐溶液，或含有硫酸根的盐溶液，或含有氯离子的盐溶液；所述含有碳酸根的盐溶液优选为碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸钠与碳酸氢钠的混合溶液或碳酸钾与碳酸氢钾的混合溶液，更优选为碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液；所述含有硫酸根的盐溶液优选为硫酸钠溶液或硫酸钾溶液；所述含有氯离子的盐溶液优选为氯化钠溶液或氯化钾溶液。
本发明利用再生剂对含酚有机相进行再生，再生过程中酸根离子取代含酚有机相中的苯氧基，从而重新得到有机季铵盐类化合物；本发明对所述再生剂的浓度没有特殊要求，可以将含酚有机相中的苯氧基完全取代即可。
在本发明的具体实施例中，所述再生剂优选为碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液；所述混合溶液中碳酸钠的浓度优选为1～4mol/L，更优选为2～3mol/L；所述混合溶液中碳酸氢钠的浓度优选为0.5～2mol/L，更优选为1～1.5mol/L；所述混合溶液中碳酸钠和碳酸氢钠的摩尔比优选为3～4:2，更优选为3:2；所述混合溶液和含酚有机相的体积比优选为1:5～10，更优选为1:6～8。
在本发明中，所述含酚有机相的再生优选包括以下步骤：
将含酚有机相和再生剂混合后搅拌，静置分层后分离，得到上层的再生去除剂和下层的含酚再生剂。
在本发明中，所述搅拌的转速优选为50～500rpm，更优选为100～400rpm，最优选为200～300rpm；所述搅拌的时间优选为30～60min，更优选为40～50min，最优选为45min；所述静置的时间优选为30～60min，更优选为40～50min，最优选为45min。
本发明优选在废水处理用混合澄清槽中设置再生单元，用于含酚有机相的再生；所述再生单元的级数优选为1～2级，每个再生单元中包括混合单元和澄清单元。在本发明的具体实施例中，将泵出的含酚有机相泵入再生单元中，同时将再生剂泵入再生单元中，含酚有机相和再生剂进行混合澄清后，得到再生去除剂和含酚再生剂；再生去除剂可以循环使用。在本发明中，所述所述含酚有机相的泵入速度优选为5～15ml/min，更优选为10ml/min；所述再生剂的泵入速度优选为0.5～2ml/min，更优选为1ml/min；所述含酚有机相和再生剂的泵入速度比优选为1:8～12，更优选为1:10。
在本发明中，通过再生可以将含酚有机相中的苯氧基去除，得到的再生去除剂可以重复使用；得到的含酚再生剂为高浓度的含酚溶液，可以通过酸解分离或电渗析的方法进行回收。
下面结合实施例对本发明提供的含酚废水的处理方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
原水数据：含酚8560mg/L，COD：36200mg/L，pH8.5；使用的混合澄清槽为萃取用常规混合澄清槽，混合澄清槽为6级，每级为一个单元；每个单元中单元中包括混合单元和静置澄清单元，单元总容积为5升，混合单元为1升，静置单元为4升；去除剂为三辛基甲基碳酸铵；
使用蠕动泵直接向装置中同时泵入去除剂与含酚废水，泵入去除剂为2.5mL/min，泵入废水速度为50mL/min；泵入方向为从单元1重相入口泵入含酚废水，由单元4重相出口泵出脱酚废水，由单元4轻相入口泵入去除剂，由单元1轻相出口泵出含酚有机相，将脱酚废水收集后进行酚含量和COD值检测；
将泵出的含酚有机相泵入缓冲池，再由缓冲池直接泵入单元5，由单元6泵入再生剂(摩尔比为1:2的碳酸钠与碳酸氢钠混合溶液，碳酸钠浓度为1mol/L，碳酸氢钠浓度为2mol/L)，泵入含酚有机相的速度为10mL/min，泵入再生剂的速度为1mL/min，再生后的含酚再生剂由单元5排出，再生去除剂由单元6排出，循环使用。
脱酚后的废水：含酚15mg/L，COD1500mg/L。
实施例2
原水数据：含酚2800mg/L，COD：26200mg/L，pH8.7；使用的混合澄清槽为萃取用常规混合澄清槽，混合澄清槽为4级，每级为一个单元；每个单元中单元中包括混合单元和静置澄清单元，单元总容积为5升，混合单元为1升，静置单元为4升；去除剂为三辛基甲基硫酸铵；
使用蠕动泵直接向装置中同时泵入去除剂与含酚废水，泵入去除剂为2mL/min，泵入废水速度为80mL/min；泵入方向为从单元1重相入口泵入含酚废水，由单元2重相出口泵出脱酚废水，由单元2轻相入口泵入去除剂，由单元1轻相出口泵出含酚有机相，将脱酚废水收集后进行酚含量和COD值检测；
将泵出的含酚有机相泵入缓冲池，再由缓冲池直接泵入单元3，由单元4泵入再生剂(摩尔比为2:1的碳酸氢氨和氨水的混合溶液，碳酸氢氨浓度为2mol/L，氨水浓度为1mol/L)，泵入含酚有机相的速度为10mL/min，泵入再生剂的速度为1mL/min，再生后的含酚再生剂由单元3排出，再生去除剂由单元4排出，循环使用。
脱酚后的废水：含酚13mg/L，COD900mg/L。
实施例3
原水数据：含酚5000mg/L，COD：102000mg/L，pH10.2；使用的混合澄清槽为萃取用常规混合澄清槽，混合澄清槽为6级，每级为一个单元；每个单元中单元中包括混合单元和静置澄清单元，单元总容积为5升，混合单元为1升，静置单元为4升；去除剂为三锌基甲基氯化铵；
使用蠕动泵直接向装置中同时泵入去除剂与含酚废水，泵入去除剂为2mL/min，泵入废水速度为70mL/min；泵入方向为从单元1重相入口泵入含酚废水，由单元4重相出口泵出脱酚废水，由单元4轻相入口泵入去除剂，由单元1轻相出口泵出含酚有机相，将脱酚废水收集后进行酚含量和COD值检测；
将泵出的含酚有机相泵入缓冲池，再由缓冲池直接泵入单元5，由单元6泵入再生剂(摩尔比为2:1的碳酸氢氨和氨水的混合溶液，碳酸氢氨浓度为2mol/L，氨水浓度为1mol/L)，泵入含酚有机相的速度为8mL/min，泵入再生剂的速度为1mL/min，再生后的含酚再生剂由单元5排出，再生去除剂由单元6排出，循环使用。
脱酚后的废水：含酚10mg/L，COD850mg/L。
由以上实施例可知，本发明以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。