北京 102500
摘要:苯酚丙酮生产废水是一种成分复杂、有毒有机物种类繁多、含盐量高、处理难度大的高浓度有机废水，除了含有苯酚、丙酮外，还有一定量的苯、甲基苯乙烯和一定浓度的不可生物降解的有机化合物等。苯酚丙酮生产废水未经处理即排放，不仅污染环境，而且威胁人类健康和动植物的生存环境。因此，研究苯酚丙酮生产废水处理技术具有重要意义。本文综述了苯酚丙酮生产废水的处理现状，探究了苯酚丙酮生产废水的特点和目前较为先进的处理技术，对苯酚丙酮生产废水处理技术进行了展望。
关键词:苯酚丙酮废水；处理技术；展望
1.苯酚丙酮生产废水简介
1.1苯酚丙酮废水来源及性质
含酚废水来源广泛，性质多样，类型多样。苯酚及其衍生物是芳香族化合物，对生物体有毒
且难以降解。异丙苯法是生产苯酚丙酮的主要方法，该工艺以苯和丙烯为原料，进行烷基化反应生产异丙苯。异丙苯被空气氧化后形成的过氧化氢异丙苯经提浓、分解后形成含盐废水处理
含有苯酚、丙酮、等物质的混合物，中和后被送至精制单元，利用反应精馏、共沸精馏、减压精馏等方法分析出高纯度苯酚、丙酮产品。苯酚丙酮生产废水主要来源于苯酚丙酮装置氧化单元异丙苯及空气进料洗涤废水、苯酚脱烃塔塔顶废水、精丙酮塔塔釜分离器废水、真空凝液罐废水。酚类物质是国家环保总局控制的主要污染物之一[1]。 1.2苯酚丙酮废水的危害
酚类物质不能通过肝脏解毒，它们可以通过与皮肤和粘膜接触进入血液系统，造成人体毒性和细胞损伤。酚类化合物可导致蛋白质变性、深层组织损伤和全身中毒。长期以来，人们一直认为酚类物质污染的水会导致慢性中毒，如头晕、缺血和各种神经系统疾病，并导致严重的死亡。一些例子表明酚类物质与某些物质相互作用，导致癌症。而且，含氧苯酚进入水中并消耗大量溶解氧，硫化氢、氨气、粪便等一系列恶臭气体通过一系列化学反应，逐渐降解，影响水环境质量，破坏生态平衡[2]。
2.苯酚丙酮生产废水的处理
2.1物理治理技术
2.1.1溶剂萃取法
近年来，国内外对含酚工业废水的处理与回收以及各种处理方法提出了多项建议并付诸于实施。溶剂萃取法是去除苯酚丙酮生产废水中苯酚的常用方法。该萃取法适用于从高浓度含酚废水中回收酚类物质。这种方法回收的苯酚富溶剂在经过精馏分离可分离出高纯度苯酚产品，具有一定的经济意义[3]。
2.1.2液膜萃取法
液膜萃取是一种新型的萃取脱酚技术，液膜萃取技术具有萃取效果好、能耗低、无二次污染等优点。此方法的含酚废水处理具有设备简单、操作方便、萃取效率高、可循环利用等优点，但在萃取系统中易乳化，导致萃取剂损失和水中COD增加，这给后续处理带来了困难[4]。
2.1.3蒸汽吹脱法
挥发酚可通过蒸汽蒸出，并通过蒸汽吹扫回收。挥发酚是指沸点低于230℃的酚类。它通常是单体，不适合回收不挥发的酚类。通过调节pH至合理值，使酚盐转化为苯酚。同时可进一步分离水，将苯酚钠浓缩并用作化学试剂。理论上，该方法可以定量分离挥发性酚类化合物，但其排放量难以得到控制。蒸汽吹扫法能耗高，一般只适用于高浓度含酚废水的处理，如果废水中挥发性酚类化合物复杂，回收的酚钠难以实现资源利用。
2.2生物处理技术
2.2.1活性污泥法
由于废水中的苯酚可以作为各种好氧细菌和微生物的碳源，活性污泥法是去除苯酚最常用的方法之一。但该方法存在管理严格、毒性可接受性差、抗冲击性差、污泥量大等缺点。结果表明，好氧工艺能耗高，剩余污泥量大，特别不适合处理高浓度有机废水[5]。
2.3化学氧化处理技术
2.3.1 Fenton试剂氧化法
过氧化氢和硫酸亚铁的混合物称为Fenton试剂，是一种高效节能的废水氧化技术。它可以降解有机废水中有毒、难降解或不可生物降解的物质。Fenton试剂具有很强的氧化性，能氧化各种废水。理论上，苯酚丙酮废水可以通过Fenton试剂氧化法进行净化。Fenton试剂对含酚有机工业废水具有良好的处理效果。Fenton试剂具有反应时间短、环境酸性、温度和压力(室温和常压)、反应系统设计简单、能耗低等特点。污染物可降解为无害物质，过氧化氢反应后的残留物质可分解无残留。Fenton试剂因其用量少、反应条件差而在工业上得到广泛应用[6]。
2.3.2 电催化氧化法
电催化氧化是一种通过电极直接催化反应产生高氧化自由基来降解目标污染物的方法。与一般化学反应相比，该方法具有较强的阳极氧化能力和电吸附能力。电催化氧化在不添加氧化剂的情况下可以有效避免二次污染，但存在能耗高、废水处理成本高、工程应用困难等问题。
2.3.3 臭氧催化氧化法
臭氧催化氧化是臭氧氧化与催化剂性能相结合的高级氧化方法。它具有氧化电位高、降解快、无二次污染等优点。通过对比添加催化剂前后臭氧系统的除酚效果，发现添加催化剂可以有效提高臭氧系统的除酚效果[7]。在此阶段，苯酚系统的去除率非常高，远高于单独的臭氧氧化系统。
2.3.4 湿式氧化法
湿式氧化法以O2、H2O2或空气为氧化剂，在高温高压下氧化废水中的有机物，生成CO2、H2O等小分子有机化合物，无二次污染。湿式氧化法处理高浓度、高毒性、低处理能力的有机废水，但湿式氧化工艺成本高，催化剂的失活和溶解会造成二次污染。湿式氧化法操作成本低，催化剂使用寿命长，操作简单，自动化程度高，但设备投资大，污水处理能力低，氧化小分子难分解，处理工艺对温度、压力要求高，不鼓励在行业内推广和使用[8]。
2.3.5 光氧化法
光氧化是一种产生自由基、活性氧和氧化废水的水处理技术。该工艺具有反应快、降解完
全、无污染等优点。它能有效去除废水中的苯酚、苯、芳烃等难生物降解的有机物[9]。目前，光氧化存在着光利用率低、光氧化速率低、催化剂成本高、量子产率低、回收困难等问题。
3.总结与展望
苯酚丙酮废水是我国水污染治理中的主要有毒有害废水之一。由于苯酚含量高、可降解有机物含量高以及可降解有机物浓度的测定，对废水排放标准的要求越来越高。目前，苯酚丙酮废水在工业上的处理方法仍以萃取法为主，其他的处理方法也有所应用但存在处理成本高、造成二次污染等缺点，苯酚丙酮废水的深加工技术仍需优化，应成为进一步研究的重点。
参考文献
[1] 胡玉龙.苯酚丙酮生产废水处理技术研究进展[J].广东化工，2019, 43(323)： 171-171.
[2] 邓霞，李多松，李艳芬等.苯酚废水的高级氧化处理技术[J].水科学与工程技术，2018, 14(1)： 26-30.
[3] 王利超，唐国建，杨雪峰等.生物组合技术处理苯酚丙酮废水的中试研究[J].石油化工安全环保技术，2019, 30(5)：61-64.
[4] 朱艳清.萃取法处理含酚废水[J].一重技术，2020，4： 127-129.
[5] 蔡永源.含酚废水处理技术[J].化工进展，2020, (6)： 28-30.
[6] 朱建文, 苯酚丙酮废水高负荷生物处理技术研究[J].兰州交通大学 ，2018.
[7] M L Kremer, G Stein, The catalytic decomposition of hydrogen peroxide by ferric perchlorate, Transactions of the Faraday Society 55 (2019), no. 6, 959-973.
[8] W G Barb, J H Baxendale, P George, Reactions of ferrous and ferric ions with hydrogen peroxide. Part ii.—the ferric ion reaction, Transactions of the Faraday Society 47 (2018), no. 47, 591-616.
[9] Kremer, Mordechai L. “Complex” versus “free radical” mechanism for the catalytic decomposition of H2O2 by ferric ions[J]. International Journal of Chemical Kinetics, 2020, 17:1299-1314.
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