[發明專利]一種高濃度臭氧處理含酚廢水的方法

無效

• 申請號: 200710010253.7
• 申請日: 2007-01-28
• 公開（公告）號: CN101050015A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 楊波;白敏菂;張芝濤;白敏冬;薛曉紅;依成武
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本發明屬于等離子體化學、工業水處理等應用技術領域，涉及到一種高濃度臭氧處理含酚廢水的方法，本方法尤其適用于處理高濃度含酚廢水。

背景技術

焦化廠、煤氣站、石油化工廠、樹脂廠、染料廠、制藥廠、農藥廠、香料廠等化工企業都會產生含酚及其同系物的廢水。酚類化合物是一種原型質毒物，對所有生物活性體均能產生毒性。低濃度的酚液也可使蛋白質變性，高濃度的酚液能使蛋白質凝固，并能繼續向體內滲透，引起深部組織損傷，壞死乃至全身中毒。人如果長期飲用被酚污染的水能引起慢性中毒，出現貧血、頭昏、記憶力衰退以及各種神經系統的疾病，嚴重的會引起死亡。酚和其它有害物質相互作用產生協同效應，變得更加有害，促進致癌化。含酚廢水不僅對人類健康帶來嚴重威脅，也對動植物產生危害。水中酚含量達到10^-6～2×10^-6時，魚類就會出現中毒癥狀，超過4×10^-6～1.5×10^-5時會引起魚類大量死亡，甚至絕跡。含酚廢水的毒性還可抑制水體中其它生物的自然生長速度，破壞生態平衡。如果使用含酚廢水灌溉農田，則會使農作物減產或枯死。酚類化合物還會在水體中積累、遷移，危害極大。因此，工業含酚廢水是我國水污染控制中重點治理的有害廢水之一。

工業含酚廢水常用處理技術研究包括催化氧化法、濕式氧化法、化學藥劑法、生物法、蒸餾法、萃取法等。然而這些方法存在一定的局限性：催化氧化法前景較好，但催化劑失活和再生問題一直困擾它的應用；濕式氧化法需在高溫高壓下進行，對設備材料的要求較高，因此設備費用高，系統的一次性投資高；對于化學藥劑法，傳統的水處理藥劑氧化力有限，處理效率低；生物法相對成本低，但由于含酚廢水毒性很大，生物法通常適合降解低濃度含酚廢水(<500mg/L)；萃取法通常使用溶劑進行萃取，萃取劑成本較高，且容易產生二次污染；蒸餾法處理量小，而且消耗大量能源等。目前一些新的方法正在研究當中，包括高級氧化法、電化學法、等離子體法、超聲波法等。

對于高濃度的含酚廢水(>5000mg/L)，通常采用先蒸餾及氣提、溶劑萃取或縮聚等回收性預處理降低其濃度后，再進行二次處理，存在處理費用高、處理工藝復雜等問題。因此，目前高濃度的含酚廢水沒有較好的處理方法。

臭氧是一種強氧化劑，在常用的水處理藥劑中是氧化力最強的，氧化電極電位為2.07V。臭氧已廣泛的應用于飲用水、游泳池、醫院廢水、城市污水、印染廢水的治理中。化學藥劑處理污染物通常存在劑量—效應關系，由于傳統的商用臭氧發生器產生的臭氧濃度通常在50mg/L—200mg/L，1mol酚的開環需4～6mol臭氧，因此臭氧用于處理含酚廢水時需要的反應接觸時間大于30min，臭消耗氧量大，相應的處理成本就會很高，因此在我國未能得到應用。

發明內容

本發明的目的是為解決工業含酚廢水污染環境、并且難治理等問題，提供一種高濃度臭氧處理含酚廢水的方法。本方法提供的高濃度臭氧利用率高，大大縮短了臭氧脫酚的接觸時間，脫酚率大于99％，可以有效的處理工業含酚廢水，尤其適合于處理高濃度的含酚廢水。

本發明的技術方案是：本方法采用脫酚塔進行臭氧處理含酚廢水，含酚廢水用泵送到脫酚塔上，臭氧從脫酚塔的下方以逆流的方式進入。臭氧與酚反應的接觸時間10—60s，濃度比值約為1，臭氧氧化酚的中間產物有小分子有機物，或者是礦化(產物為CO₂+H₂O)，其化學反應過程如下所示：

本發明的效果和益處是：本發明采用高濃度臭氧作為氧化劑，生產臭氧的原料為就地可得的O₂，在環境友好的常溫常壓條件下能就地即時經強電離放電加工而成，再在臭氧吸收器和臭氧吸收、儲存設備中加工成高濃度的臭氧；高濃度臭氧的利用率很高，與酚的濃度比值約為1，因此運行成本低；高濃縮臭氧與酚的氧化接觸時間很短，僅為10～60s；設備體積小，脫酚塔的體積約為2m³；廢水的處理量大，每小時可以處理100～800t含酚廢水；脫酚效率高，大于99％；剩余的臭氧分解為氧氣，不帶來二次污染。本發明可廣泛應用于處理工業含酚廢水，尤其適用于處理高濃度含酚廢水。

附圖說明

附圖是高濃度臭氧處理含酚廢水方法的具體實施步驟的示意圖。