南京污水处理设备乳制品污水处理设备自动循环系统

在工业生产过程中，酚类物质是一种比较常见的有机污染物，也是一种比较重要的化工原料。通常将酚类物质质量浓度大于1000mg/L的工业废水称为高浓度含酚废水。在炼油厂、炼焦厂、石化厂、农药厂、造纸厂以及煤炭生产过程中一般会产生较多的含酚有机废水，此类废水通常具有成分复杂、含酚浓度高、生物毒性较大以及难降解等特点，容易对环境造成严重的污染。研究如何高效处理高浓度含酚有机废水具有比较重要的现实意义。

高浓度含酚有机废水的处理与一般工业废水有所不同，其通常无法直接采用生物降解法进行处理。目前，比较常用的含酚有机废水处理方法主要包括物理吸附、溶剂萃取、离子交换、生物膜分离、沉淀、电化学以及催化氧化等。其中，物理吸附和离子交换处理法主要针对低浓度的含酚有机废水；沉淀、电化学以及催化氧化法的处理成本通常较高，并且处理效果不佳，容易产生一定的二次污染；生物膜分离法比较难以进行规模化的推广应用；针对高浓度含酚有机废水的溶剂络合萃取法的相关研究及应用比较广泛，并取得了比较多的研究成果。酚类物质是一种具有比较高附加值的化工原料，如果能够对高浓度含酚有机废水中的酚类物质采取高效的资源化利用，不仅能够降低环境污染的风险，还能增大经济效益。溶剂萃取法处理高浓度含酚有机废水具有分离效率高、操作简单、处理量大、成本低廉以及酚类物质回收利用率高的特点，在含酚有机废水处理领域具有比较广阔的应用前景。溶剂萃取法处理高浓度含酚有机废水的关键是萃取剂的选择，其性能好坏对萃取过程的效率影响至关重要。本文以某农药厂生产车间产生的高浓度含酚有机废水为研究对象，通过对萃取剂的选择以及其他影响因素的优化试验，得到佳的萃取和反萃取试验工艺参数，实现了高浓度含酚有机废水的高效处理和资源回收，降低环境污染风险，提高此类含酚有机废水的处理效率。

1、试验部分

1.1 试验材料及仪器

试验材料：甲基正丁基甲酮（MBK）、甲基异丁酮（MIBK）、二异丙醚（DIPE）、磷酸三丁酯（TBP），复合萃取剂FCQ-1（TBP与醇类物质的混合物）、FCQ-2（TBP与酰胺类物质的混合物），试验室自制；浓硫酸、氢氧化钠、硫代硫酸钠、溴酸钾、溴化钾，分析纯，试验用水来自某农药厂生产车间，废水中酚类物质的质量浓度为2058mg/L，初始pH值为8.5，废水外观呈深红色，废水的CODCr质量浓度为32054mg/L。试验仪器：HH-1数显恒温水浴锅，BSA224S型电子分析天平，DF-101S数显集热式磁力搅拌器。

1.2 试验方法

1.2.1 络合萃取试验

将含酚有机废水采用过滤的方式除去废水中的残渣及浮油等杂质，使用硫酸溶液或者氢氧化钠溶液调节废水的pH，留存备用。将萃取剂与煤油按照一定的体积比混合形成络合萃取剂溶液，再与目标有机废水按照一定的油水体积比混合，装入搅拌器中，升高至一定的温度，在一定的转速条件下搅拌反应，达到一定的萃取时间后停止搅拌，完成萃取。后，使用分液漏斗将油水相分离，采用溴化滴定法测定萃取后水样中酚类物质的浓度，计算酚类物质的萃取率。萃取试验后有机相中酚类物质的浓度由差减法计算得到。

1.2 酸性矿山废水的特点

酸性矿山废水的pH普遍较低，一般在2~4之间，通常以硫酸的形式存在，上述途径产生的酸性矿山废水中硫酸根离子的浓度很高，一般大于1000mg/L。酸性矿山废水中重金属的浓度也普遍较高，其中主要为铅、锰、铁、铜、镍等，它们主要来源于矿山排水、废石场淋浸水、选矿厂尾矿排水等。废水中重金属离子的种类、含量及其存在形态随生产种类不同而有所差异。

1.3 酸性矿山废水的危害

酸性矿山废水排放量高，危害性大。由于酸性矿山废水的pH较低，大量排放就会污染地表水源，导致河流、湖泊中的鱼虾绝迹、水生植物藻类等大量死亡，严重影响周围生态环境。废水的pH较低，还会导致排水管道腐蚀酸，危及下游桥梁安全。酸性矿山废水还可能会发生脱硫酸作用，生成的硫化氢毒性强，这会给人们生产生活带来严重破坏。酸性矿山水中还含有大量重金属，在生物细胞中，微量重金属元素是各种酶的活性基组分，也是生物生长的重要条件之一，当重金属的浓度超过一定阈值后，就会对生物酶活性及其代谢活动产生一定影响，甚至导致生物大量死亡。重金属不能被降解，只能改变其状态

微生物法处理AMD潜力巨大，它利用自然界中广泛存在的微生物吸纳结合废水中金属离子形成沉淀，从而达到净化水体的目的。这种方法运行成本低，无二次污染，可回收其中有用物质，是目前国内外学者研究的热点。硫酸盐还原菌（sulfatereduction bacteria，SRB）是处理酸性矿山废水极具前景的微生物之一，AMD中的硫酸盐可以被还原为S2-，后者易与溶液中的金属离子生成难溶的金属硫化物沉淀，从而可以回收有用金属，使得AMD资源化。

2、SRB处理酸性矿山废水的机理

2.1 SRB的介绍

硫酸盐还原菌在自然界中分布广泛，是具有较强生命力的一种厌氧异养细菌，其形态各异，革兰氏染色成阴性。它广泛分布在自然环境中，目前已知硫酸盐还原菌种类达到40多种。硫酸盐可以促进SRB生长，它以有机物作为生化代谢的能量来源和电子供体，通过异化SO42-为电子受体将其还原，SRB不易受外界环境影响，营养多样，它的生存能力很强，利用这些特性,它能把硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、单硫还原为硫化物，它在处理富含硫酸盐和金属离子的废水具有较强的能力，利用SRB可以去除废水中硫酸根和金属离子，从而达到以废治废的目的。

2.2 SRB对硫酸盐的代谢还原机理

国内外学者对硫酸盐还原菌的代谢机理已经有了相当深入的研究。在厌氧环境，SRB以硫酸盐作为电子受体，分解废水中的有机污染物，从而获得自身所需要的能量。SRB还原硫酸盐的过程主要包括分解阶段、电子转移传递阶段和氧化3个阶段。在分解阶段，有机物在厌氧环境下被降解成CO2、H2O和乙酸，并通过基质水平磷酸化产生少量的Adenosinetriphosphate（ATP），释放高能电子。电子转移阶段主要是分解阶段产生的高能电子沿着SRB特有的电子传递链进行逐级的传递，产生大量ATP。在氧化阶段中，电子被传递给氧化态的硫元素，并将其还原为S2-，此时需要消耗大量ATP，并产生H2S。这一代谢过程中，可以去除废水中的硫酸根和含碳有机物，产生的H2S也能够抑制甲烷的生成，并且能够使污水中的重金属离子不断从体系中沉淀下来