[发明专利]一种高浓度臭氧处理含酚废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于等离子体化学、工业水处理等应用技术领域，涉及到一种高浓度臭氧处理含酚废水的方法，本方法尤其适用于处理高浓度含酚废水。

背景技术

焦化厂、煤气站、石油化工厂、树脂厂、染料厂、制药厂、农药厂、香料厂等化工企业都会产生含酚及其同系物的废水。酚类化合物是一种原型质毒物，对所有生物活性体均能产生毒性。低浓度的酚液也可使蛋白质变性，高浓度的酚液能使蛋白质凝固，并能继续向体内渗透，引起深部组织损伤，坏死乃至全身中毒。人如果长期饮用被酚污染的水能引起慢性中毒，出现贫血、头昏、记忆力衰退以及各种神经系统的疾病，严重的会引起死亡。酚和其它有害物质相互作用产生协同效应，变得更加有害，促进致癌化。含酚废水不仅对人类健康带来严重威胁，也对动植物产生危害。水中酚含量达到10^-6～2×10^-6时，鱼类就会出现中毒症状，超过4×10^-6～1.5×10^-5时会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。含酚废水的毒性还可抑制水体中其它生物的自然生长速度，破坏生态平衡。如果使用含酚废水灌溉农田，则会使农作物减产或枯死。酚类化合物还会在水体中积累、迁移，危害极大。因此，工业含酚废水是我国水污染控制中重点治理的有害废水之一。

工业含酚废水常用处理技术研究包括催化氧化法、湿式氧化法、化学药剂法、生物法、蒸馏法、萃取法等。然而这些方法存在一定的局限性：催化氧化法前景较好，但催化剂失活和再生问题一直困扰它的应用；湿式氧化法需在高温高压下进行，对设备材料的要求较高，因此设备费用高，系统的一次性投资高；对于化学药剂法，传统的水处理药剂氧化力有限，处理效率低；生物法相对成本低，但由于含酚废水毒性很大，生物法通常适合降解低浓度含酚废水(<500mg/L)；萃取法通常使用溶剂进行萃取，萃取剂成本较高，且容易产生二次污染；蒸馏法处理量小，而且消耗大量能源等。目前一些新的方法正在研究当中，包括高级氧化法、电化学法、等离子体法、超声波法等。

对于高浓度的含酚废水(>5000mg/L)，通常采用先蒸馏及气提、溶剂萃取或缩聚等回收性预处理降低其浓度后，再进行二次处理，存在处理费用高、处理工艺复杂等问题。因此，目前高浓度的含酚废水没有较好的处理方法。

臭氧是一种强氧化剂，在常用的水处理药剂中是氧化力最强的，氧化电极电位为2.07V。臭氧已广泛的应用于饮用水、游泳池、医院废水、城市污水、印染废水的治理中。化学药剂处理污染物通常存在剂量—效应关系，由于传统的商用臭氧发生器产生的臭氧浓度通常在50mg/L—200mg/L，1mol酚的开环需4～6mol臭氧，因此臭氧用于处理含酚废水时需要的反应接触时间大于30min，臭消耗氧量大，相应的处理成本就会很高，因此在我国未能得到应用。

发明内容

本发明的目的是为解决工业含酚废水污染环境、并且难治理等问题，提供一种高浓度臭氧处理含酚废水的方法。本方法提供的高浓度臭氧利用率高，大大缩短了臭氧脱酚的接触时间，脱酚率大于99％，可以有效的处理工业含酚废水，尤其适合于处理高浓度的含酚废水。

本发明的技术方案是：本方法采用脱酚塔进行臭氧处理含酚废水，含酚废水用泵送到脱酚塔上，臭氧从脱酚塔的下方以逆流的方式进入。臭氧与酚反应的接触时间10—60s，浓度比值约为1，臭氧氧化酚的中间产物有小分子有机物，或者是矿化(产物为CO₂+H₂O)，其化学反应过程如下所示：

本发明的效果和益处是：本发明采用高浓度臭氧作为氧化剂，生产臭氧的原料为就地可得的O₂，在环境友好的常温常压条件下能就地即时经强电离放电加工而成，再在臭氧吸收器和臭氧吸收、储存设备中加工成高浓度的臭氧；高浓度臭氧的利用率很高，与酚的浓度比值约为1，因此运行成本低；高浓缩臭氧与酚的氧化接触时间很短，仅为10～60s；设备体积小，脱酚塔的体积约为2m³；废水的处理量大，每小时可以处理100～800t含酚废水；脱酚效率高，大于99％；剩余的臭氧分解为氧气，不带来二次污染。本发明可广泛应用于处理工业含酚废水，尤其适用于处理高浓度含酚废水。

附图说明

附图是高浓度臭氧处理含酚废水方法的具体实施步骤的示意图。