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含酚廢水主要來源于石油化工廠、染料廠、焦化廠、制藥廠等化學(xué)工業(yè)的消費過程中。酚類物質(zhì)是一種原型質(zhì)毒物，會使生物活體中的蛋白質(zhì)凝固變性，招致細胞失去活性而惹起中毒。酚類物質(zhì)衍生物數(shù)量龐大、污染來源廣、危害嚴重，含酚廢水曾經(jīng)成為水污染控制領(lǐng)Ⅱ中需求重點去除的污染物之一。不斷以來，國內(nèi)外許多專家學(xué)者對含酚廢水處置實行了大量的研討，主要包括化學(xué)法、生物法以及物理法。其中，化學(xué)法主要包括氧化法、沉淀法、電解氧化法以及光催化氧化法等。物理法主要包括萃取法、汽提法、液膜法及吸附法等。生化法主要包括活性污泥法、生物酶處置法等。
炭資料因其具有較高的比外表積、極大的孔容孔徑、豐厚的孔道構(gòu)造、大量的可調(diào)變活性中心而用作催化載體和吸附資料，已普遍應(yīng)用于含酚廢水的處置技術(shù)中，目前先進炭資料的制備和改性已是研討吸附及催化凈化資料的重要方向之一。炭資料普通是應(yīng)用生物有機物質(zhì)，如煤、石油、瀝青等物質(zhì)，經(jīng)過炭化、活化等工藝制成的一種無定形炭，主要化學(xué)成分是碳元素，還包括少量的氮、氫、氧等元素，以炭為骨架構(gòu)造，孔隙興旺。運用炭資料為根底的催化載體和吸附資料在吸附和催化氧化處置工業(yè)廢水中有著較優(yōu)越的效果，特別是在處置含酚工業(yè)有機廢水這一領(lǐng)Ⅱ，炭資料的應(yīng)用多樣化、系統(tǒng)化、高效化已全面表現(xiàn)，在國內(nèi)外運用炭資料凈化含酚廢水的過程，通常有兩種辦法院一種是應(yīng)用改性的炭資料作為吸附劑。另一種是應(yīng)用炭資料作為載體或催化劑，以到達凈化含酚廢水的目的。
本研討主要針對吸附和催化氧化這兩類方向，綜述了先進炭資料在凈化含酚廢水領(lǐng)Ⅱ中的應(yīng)用，總結(jié)了當(dāng)前最先進的炭資料凈化含酚廢水的技術(shù)及其效果，扼要比擬和剖析了這些技術(shù)的優(yōu)缺陷及其工程應(yīng)用的可行性，并對將來炭資料深度凈化含酚廢水技術(shù)的開展實行了瞻望。
一、炭資料在吸附凈化含酚廢水中的應(yīng)用
吸附法處置含酚廢水的技術(shù)操作簡單、本錢耗費小，特別合適低濃度含酚廢水的深度凈化。采用吸附法處置含酚廢水的關(guān)鍵是選擇適宜的吸附劑。炭資料與比外表、孔容較大的常規(guī)吸附資料相比，具有更豐厚的孔隙構(gòu)造和更大的比外表積，更適用于吸附低濃度的有機污染物。作為一種多孔固體吸附資料，炭資料不只具有較穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，還具有吸附容量大、吸附速度快、吸附后能夠再生、選擇性吸附等特性，因而炭資料被公以為目前處置含酚廢水最高效的吸附劑之一，炭資料的制備原料不同，對吸附物質(zhì)的吸附特性也有差異。
1.1炭資料吸附凈化含酚廢水
胡睿研討了采用活性炭纖維吸附五氯酚和硝基酚廢水的效果，結(jié)果標明，活性炭纖維對五氯酚的吸附才能更強，其吸附容量均勻值為132.4mg/g，用NaOH溶液再生吸附飽和的活性炭纖維，其吸附五氯酚容量根本沒有差異，且五氯酚回收率高于90%。岳欽艷等研討了活性炭纖維吸附苯酚、對硝基苯酚和對氯苯酚廢水的吸附性能，結(jié)果標明，活性炭纖維對對硝基苯酚的吸附性能最佳，去除率可達99%。其次是對氯苯酚，去除率為96%。對苯酚的吸附才能最低，去除率為87%。楊凱在不同條件下比照了活性炭吸附對苯二酚廢水的效果，結(jié)果標明，在35℃，活性炭投加量為35g/L，廢水pH為6.5，反響時間為3.5h的條件下，質(zhì)量濃度為100mg/L的對苯二酚去除率可達99%。詹旭等研討了活性炭吸附揮發(fā)性酚的效果，研討標明，每50mL揮發(fā)酚中活性炭投加量為0.7g，吸附時間為20min，溫度為12℃，活性炭對揮發(fā)性酚去除率可達96.04%。房對等研討了活性炭對苯酚廢水的吸附效果，結(jié)果標明，活性炭投加量為20~25mg/L，吸附時間為30min，苯酚廢水質(zhì)量濃度為10mg/L，pH為6，活性炭對廢水中苯酚的去除率能夠到達97.4%。楊蓉等對果殼活性炭吸附苯酚廢水實行了研討，結(jié)果標明，果殼活性炭對廢水中苯酚的去除率可達96.63%。夏明等對核桃殼活性炭吸附苯酚廢水實行了研討，調(diào)查了吸附溫度、時間、廢水pH以及核桃殼活性炭投加量對吸附效果的影響，結(jié)果標明，在25℃，廢水pH為6.0，吸附時間為45min，核桃殼活性炭投加量為20g/L的條件下，核桃殼對苯酚的去除率可達92.5%。唐婧等研討了粉末活性炭對苯酚廢水的吸附，調(diào)查了粉末活性炭用量、溫度、反響時間和廢水pH等對吸附效果的影響，結(jié)果標明，在25℃，廢水pH為6.0，粉末活性炭投加量為6.67g/L，反響時間為30min的條件下，苯酚去除率可到達98.4%。
1.2改性炭資料吸附凈化含酚廢水
隨著炭資料在含酚廢水處置中的普遍應(yīng)用，對其吸附性能的請求也在不時提升，國內(nèi)外諸多研討發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過對活性炭外表實行改性，能夠提升活性炭對特定物質(zhì)的選擇性吸附才能，活性炭改性主要是提升活性炭外表的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。A.Ahma-dpour等以煙煤為原料，應(yīng)用KOH和ZnCl2對其實行化學(xué)活化，再用二氧化碳實行改性，結(jié)果標明，采用ZnCl2和二氧化碳活化后提升了活性炭的吸附性能。詹亮等對普通活性炭實行改性時，用KOH對其實行活化，構(gòu)成了超高比外表積(3886m2/g)的活性炭，提升了活性炭的吸附性能。余少英用油茶果殼作為原料制備了活性炭，并用磷酸溶液對其實行活化，研討了油茶果殼活性炭對苯酚的吸附性能，結(jié)果標明，油茶果殼活性炭投加量為0.1g，在溫度為30℃，對100mL質(zhì)量濃度為500mg/L的苯酚廢水實行吸附，吸附時間為5h，油茶果殼活性炭對苯酚的吸附量到達了218.0mg/g。王貴珍等應(yīng)用毛竹廢料為原料，把毛竹廢料浸漬于硫酸亞鐵溶液中實行改性，再用二氧化碳在850℃環(huán)境下對其實行活化，進而制備成毛竹活性炭，研討了毛竹活性炭對苯酚廢水吸附性能，結(jié)果標明，改性毛竹活性炭對苯酚的吸附性能提升，同時吸附速率也加快。丁春生等經(jīng)過氨水對活性炭實行改性，比照了改性活性炭對苯酚廢水的吸附性能，結(jié)果標明，氨水溶液對活性炭改性后，比外表積增加至改性前的1.057倍，外表含氧酸性官能團降低至改性前的0.421倍，在對苯酚廢水實行6h吸附后，改性后比改性前活性炭的苯酚廢水去除率增加了66%，吸附量為152.763mg/g。孫莉群等對核桃殼活性炭用氯化鋅-軟錳礦活化法實行了改性，研討了改性核桃殼活性炭對苯酚廢水的吸附效果，結(jié)果標明，溫度為18℃，核桃殼活性炭投加量為0.5g，苯酚廢水pH為2，吸附時間為4h，對50mL質(zhì)量濃度為50mg/L的苯酚廢水實行吸附，改性核桃殼活性炭吸附效果顯著提升。劉斌等應(yīng)用梧桐枯葉作為原料制備活性炭，用活化劑磷酸對其實行改性，研討了梧桐枯葉活性炭對含有不同酚類有機物水溶液的吸附性能，結(jié)果標明，梧桐枯葉活性炭對苯酚的吸附量為79.2mg/g，對鄰硝基苯酚的吸附量為93.9mg/g，對硝基苯酚的吸附效果最好，吸附量到達95.8mg/g。耿麗麗等以棉桿為原料，KOH為活化劑制備了棉桿活性炭，研討了棉桿活性炭對苯酚溶液的吸附效果，結(jié)果標明，活性炭投加量為50mg，初始質(zhì)量濃度為25mg/L的苯酚廢水100mL，pH為4，吸附時間為3.5h，棉桿活性炭對苯酚廢水的去除率為83%。李明等用濃硫酸對活性炭實行改性，研討了改性活性炭對含酚廢水中苯酚的吸附性能，結(jié)果標明，改性活性炭投加量為1.0g，25mL含酚廢水的初始質(zhì)量濃度為0.8g/L，溫度為35℃，吸附時間為20min，改性活性炭對含酚廢水中苯酚的去除率能夠到達96.2%，比普通活性炭對苯酚的吸附性能明顯加強，且吸附飽和再生5次后的改性活性炭對苯酚的去除率仍有70.0%。
對含酚廢水實行高效吸附凈化處置中，生物質(zhì)及改性生物質(zhì)炭作為吸附資料獲得了極佳的效果，相比于其他較貴的吸附劑(樹脂、分子篩、陶瓷資料、MOFs資料、硅膠)而言，制備生物質(zhì)炭的原料(椰殼、竹子、樹木、薪柴、麥稈、高粱稈等)來源更為普遍且價錢廉價，這些來源普遍的生物質(zhì)經(jīng)過炭化后，構(gòu)成了較大比外表積、孔容、孔徑的吸附炭資料，對酚類物質(zhì)具有選擇性吸附效果，同時改性生物質(zhì)炭資料具有更優(yōu)良的吸附性能，這些先進生物質(zhì)炭吸附資料能夠應(yīng)用于工業(yè)含酚廢水的終端深度處置中。
二、炭資料在催化氧化含酚廢水中的應(yīng)用
炭資料作為高性能催化載體或催化劑，常常也應(yīng)用于有機廢水催化氧化技術(shù)中，因其資料普遍且具有復(fù)雜的孔道構(gòu)造和大量的活性位點，以及極強的吸附性和熱穩(wěn)定性，炭資料作為改性的催化載體已普遍應(yīng)用于各類催化反響中，其中改性炭資料催化氧化含酚廢水已有諸多報道，普通分為氧化、濕式氧化、光催化氧化、微波催化等，經(jīng)過氧化后的廢水COD常常比吸附法處置的廢水COD低很多，效果非常顯著。
2.1炭資料催化氧化含酚廢水
曲險峰等對活性炭纖維上臭氧催化氧化苯酚的降解效率實行了研討，結(jié)果標明，活性炭纖維投加量為1g，250mL苯酚廢水質(zhì)量濃度為100mg/L，反響時間為10min，苯酚去除率到達了96.8%，COD去除率達88.4%，相同條件下活性炭對苯酚的去除率為68.0%，COD去除率為63.6%，闡明在活性炭纖維催化條件下臭氧氧化降解苯酚效率大大提升。王℃對等研討發(fā)現(xiàn)，負載氧化鎳/活性炭催化劑與臭氧結(jié)合濕式催化氧化降解苯酚，比單獨用活性炭催化臭氧氧化含酚廢水的效果更好，苯酚去除率提升了29%。尹艷娥等研討了采用臭氧-生物活性炭纖維降解含酚廢水，結(jié)果標明，臭氧-生物活性炭纖維柱上部苯酚去除率為75%，中部苯酚去除率為85%，下部去除效果最好，苯酚去除率為95%。晉麗葉等以活性炭為載體、硝酸銅為活性中心制備了負載銅氧化物的活性炭催化劑，研討了其對苯酚催化降解的效果，結(jié)果標明，負載后活性炭催化劑對苯酚廢水的COD去除率提升了11%。孫富升研討了木棉基活性炭纖維負載的CuO催化劑對苯酚的吸附和降解催化作用，制備活性炭纖維/CuO催化劑的條件為院將其浸漬24h，氮氣維護焙燒溫度為350℃，制備了不同CuO負載量的活性炭纖維/CuO催化劑，活性炭纖維和CuO的質(zhì)量比分別為1：1和1：9，研討標明，質(zhì)量比為1：1的活性炭纖維/CuO催化劑對苯酚的物理吸附效果最佳，質(zhì)量比為1：9的活性炭纖維/CuO催化劑對苯酚的催化氧化降解作用更強。李建旭等研討了Fe2+/活性炭非均相Fenton試劑對高濃度含酚廢水的催化氧化效果，Fe2+/顆?；钚蕴康闹苽錀l件院預(yù)處置活性炭時用質(zhì)量分數(shù)為40%的硫酸溶液，再參加10%的硫酸亞鐵溶液實行制備，結(jié)果標明，在該體系中催化氧化高濃度含酚廢水中的苯酚去除率為92%，在反復(fù)運用5次后該體系對苯酚去除率仍到達53%以上。徐熙焱用過硫酸鉀對活性炭催化劑實行助催化性能促進作用，并研討了該體系對苯二酚的催化氧化降解效果，研討標明，在130℃，反響時間為2h，氧氣壓力為0.5MPa，活性炭投加量為0.5g/L，過硫酸鉀促進劑投加量為0.54g/L的條件下，活性炭可以有效催化氧化降解對苯二酚，對苯二酚去除率為97.7%，COD去除率為88.1%。
2.2炭資料光催化氧化含酚廢水
敖燕輝等以粉末活性炭為載體，制備了粉末活性炭負載型TiO2光催化劑，研討了該負載型光催化劑光催化氧化含酚廢水的效果，結(jié)果標明，初始質(zhì)量濃度為100mg/L，苯酚廢水體積為0.4L，粉末活性炭負載型TiO2光催化劑投加量為0.58g，紫外燈光源功率為18W，光照時間為6h，此負載型催化劑光催化降解苯酚去除率到達了98%，但是隨著光照時間的增加，活性炭載體上苯酚吸附量會漸漸減少，6h后載體吸附的苯酚殘留量僅為初始的3.5%。郭延紅應(yīng)用溶膠凝膠法制備了活性炭負載TiO2光敏型催化劑，研討了TiO2/活性炭光催化氧化苯酚的效率，結(jié)果標明，在功率為300W的高壓汞燈作為光源下，苯酚廢水初始質(zhì)量濃度為15mg/L，活性炭催化劑焙燒溫度為500℃，TiO2負載質(zhì)量分數(shù)為33.3%，在30℃的反響溫度下連續(xù)反響3h，TiO2/活性炭光催化劑對溶液中苯酚的光催化降解去除率到達98.3%。周寬廣等研討了活性炭負載納米TiO2催化劑光催化氧化含酚廢水效率，并且摻雜了Pb(Ⅱ)、Ce(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)等元素對活性炭負載納米TiO2光催化劑實行了改性，結(jié)果標明，當(dāng)H2O2投加量為6.0mmol/L，含酚廢水中苯酚初始質(zhì)量濃度為500mg/L，3個紫外燈作為光源光照時間為4h的條件下，摻雜了Ce(Ⅲ)的活性炭負載納米TiO2光催化劑對苯酚的光催化氧化降解效率最高，其中摻雜了Pb(Ⅱ)、Ce(Ⅲ)、Co(Ⅱ)的活性炭負載納米TiO2光催化劑對揮發(fā)性酚也有較高的去除率。周寬廣等采用溶膠凝膠和浸漬法制備了TiO2/活性炭納米光催化劑，并對其摻雜Cu2+、Fe3+等元素實行改性，制備出了M-TiO2/活性炭納米光催化劑，并調(diào)查其對苯酚的催化降解性能，研討了TiO2/活性炭納米光催化劑在紫外燈光源條件降落解苯酚的效果，研討標明，Fe3+-TiO2/活性炭納米光催化劑提升了催化降解苯酚的性能，在紫外燈作為光源下，TiO2/活性炭納米光催化劑對苯酚的降解去除率高達99%。賈國正等用紫外燈作為光源，其主波長為254nm，研討了TiO2/活性炭纖維對溶液中苯酚的降解效果，結(jié)果標明，初始質(zhì)量濃度為40mg/L，pH為7.5的苯酚廢水，其空速流量為0.05L/min，空氣量為2.6mL/min(其作用是充氧和攪拌)，紫外燈光強為1.75W/L，反響時間為7.67h，TiO2/活性炭纖維光催化劑對苯酚催化氧化降解去除率為91%，COD去除率為79%。張婷婷等運用溶膠凝膠法制備了活性炭負載TiO2光催化劑，分別以椰殼活性炭和煤基活性炭為載體，研討了這兩種光催化劑對含酚廢水的降解效果，研討標明，煤基活性炭負載TiO2光催化劑降解苯酚的效率在80%以上，遠遠高于椰殼活性炭負載TiO2光催化劑。張季惠研討了溶膠凝膠法制備的活性炭負載TiO2光催化劑對含酚廢水的降解效果，結(jié)果標明，在反響時間相同時，作為光源的紫外燈功率為18W的條件下，活性炭負載TiO2光催化劑比單一TiO2催化劑降解廢水中酚的效果更明顯。田娟等研討了溶膠凝膠法制備的TiO2負載型活性炭催化劑對廢水中苯酚的降解效果，結(jié)果標明，含酚廢水質(zhì)量濃度為600mg/L，TiO2負載型活性炭催化劑比單一活性炭對最終出水COD的去除率提升了6.45%，闡明在一定濃度的含酚廢水范圍內(nèi)，TiO2負載型活性炭可以愈加有效地對含酚廢水實行降解。蘇金鈺研討了活性炭負載TiO2催化劑光催化臭氧氧化廢水中苯酚的效率，研討標明，經(jīng)過負載改性的活性炭比起單一活性炭對苯酚的去除率提升了10%，150mL初始苯酚質(zhì)量濃度為100mg/L的含酚廢水，在廢水pH為7.6，臭氧質(zhì)量濃度為3.48mg/L，臭氧化空氣流量為0.05m3/h，反響時間在30min的條件下，活性炭負載TiO2催化劑光催化臭氧氧化含酚廢水，苯酚去除率根本在100%，COD去除率為50%。
2.3炭資料微波催化氧化含酚廢水
徐成斌等對活性炭在微波輻射條件下催化氧化含酚廢水的性能實行研討，結(jié)果標明，比照無催化作用下運用微波輻射含酚廢水和活性炭吸附含酚廢水，運用微波輔助催化氧化含酚廢水的效果更好，在微波功率為600W，微波時間為3min，活性炭投加量為1.0g的最佳條件下，100mL初始質(zhì)量濃度為600mg/L的含酚廢水，其苯酚去除率到達67.79%。劉龍等研討了微波/H2O2協(xié)同活性炭對含酚廢水中苯酚的催化氧化降解性能，結(jié)果標明，含酚廢水中苯酚在該體系中可以被快速且高效地催化氧化降解，在微波輻射功率為200W、輻射時間為18min，100mL苯酚廢水的初始質(zhì)量濃度為100mg/L，廢水pH為5，活性炭投加量為3g，H2O2質(zhì)量濃度為1.5g/L的條件下，該體系對苯酚的去除率到達了98.5%。丁濤等研討了微波協(xié)同H2O2和活性炭對含酚廢水中苯酚的降解效果，調(diào)查了微波輻射功率、時間、活性炭、H2O2投加量和廢水pH等要素對降解苯酚效果的影響，結(jié)果標明，處置100mL初始質(zhì)量濃度為100mg/L的苯酚廢水時，在活性炭投加量為1.0g，H2O2投加量為1.0mL，微波輻射功率為210W，輻射時間為4min，廢水pH為5的條件下，含酚廢水中苯酚的去除率為93.56%，這種辦法在實踐工業(yè)含酚廢水時，對廢水中苯酚的去除率也高于89%。對含酚廢水實行高效催化氧化處置中，生物質(zhì)炭及改性生物質(zhì)炭資料作為催化劑，普遍應(yīng)用于含酚廢水的光催化、Fenton催化、臭氧氧化等先進的有機工業(yè)廢水處理技術(shù)中，并在含酚廢水催化氧化中獲得了極佳的效果，相比于其他對有機廢水催化氧化的催化劑而言，炭資料催化劑自身具有比外表積大、碳元素的穩(wěn)定性高、光催化導(dǎo)電性好、熱傳導(dǎo)性好、價錢低等特性，這些資料的優(yōu)秀性能使得負載活性中心高度分散且催化性能提升，炭資料經(jīng)過改性晉級愈加適用于光催化、Fenton等催化體系中，這些先進生物質(zhì)炭催化資料能夠應(yīng)用于工業(yè)含酚廢水的中間段高效處置中。筆者課題組運用來源普遍的生物質(zhì)椰殼活性炭，合成出一系列高比外表類FentonFe2O3/AC催化劑用于催化H2O2氧化鄰甲酚廢水，在鄰甲酚溶液初始質(zhì)量濃度為100mg/L(COD289mg/L)，Fe2O3/AC催化劑投加量為20g，H2O2投加量為5mg/min，廢水HRT為5min，流量為0.8L/h的條件下，該催化劑能高效連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)500h不易失活，其COD去除率仍能堅持在65%以上，催化劑活性仍然堅持在83%以上。
三、總結(jié)與瞻望
本研討經(jīng)過對國內(nèi)外各類先進炭資料催化凈化含酚廢水的綜述，剖析了炭資料作為吸附劑和催化劑時，對催化凈化含酚廢水中發(fā)揮的重要作用，制備成理論上可行且工業(yè)上可用的高強度催化凈化資料，并在炭資料凈化含酚廢水領(lǐng)Ⅱ提出了本人的新思緒和新辦法。當(dāng)前如何高效大量地去凈化高濃度含酚廢水依然是亟待處理的關(guān)鍵問題，這些技術(shù)的研討中心主要集中在新型環(huán)境功用催化資料的應(yīng)用上，運用催化氧化法能在節(jié)能環(huán)保、大批量、高效地處置工業(yè)含酚廢水中起到關(guān)鍵作用，炭資料由于其作為吸附資料和載體的物理性能杰出，以炭資料為根底，制備能在工業(yè)上大范圍、長時間、高效應(yīng)用的催化劑和吸附資料，是將來很長一段時間內(nèi)深度凈化高濃度含酚廢水技術(shù)的重點開展方向。
