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丙烯腈生产废水如何处理

2019-08-19  紫翔化工 阅读:116次

丙烯腈生产废水如何处理

1. 焚烧法

焚烧法是处理丙烯腈废水最有效和最常用的方法,大多数丙烯腈生产厂都采用该技术。将废水通过焚烧炉焚烧,使其变为二氧化碳、氮氧化物、水蒸汽等物质后排入大气,方法简单,而且烟气排放温度高达850~950 ℃,具有较大的余热回收价值。但焚烧容易产生二次污染,消耗大量的辅助燃料油,运行成本较高。目前需要开发新型环保节能的焚烧炉,在不污染大气环境的基础上进一步降低处理费用。

2.高级氧化法

高级氧化法对难降解有机废水的处理具有很高的应用价值,主要包括化学氧化法、湿式氧化法、光催化氧化法、超临界水氧化法及其他催化氧化法。

(1)Fenton 氧化法

S。 R。 Popuri 等发现逐步投加Fenton 试剂对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)废水的溶解性有机物(COD为1950~4410 mg/L)具有更好的去除效果:H2O2和Fe2+的总投加量分别为4 000 mg/L和2000mg/L,若分4次投加、投加间隔时间为40min时,溶解性COD去除率最高可达到75%,比一次性投加H2O2和Fe2+的去除率高15%。

Fenton氧化法处理效果好,废水的可生化性得到提高,现作为丙烯腈废水的预处理方法已比较成熟。但当有机污染物浓度较高时,存在药剂用量大、污泥生成量多的缺点。

(2)湿式氧化法

湿式氧化是20世纪50年代发展起来的用于处理有毒、有害、高浓度有机废水的一种技术。芮玉兰等采用Mn-Ce和Co-Bi复合催化剂处理丙烯腈废水(COD 为7 630 mg/L),研究发现COD去除率随着温度、时间和氧气分压的增加而增大:当反应温度为190℃、氧气分压为1.5MPa、反应时间为90 min、催化剂负载量为5 g/L 时,m(Mn)∶m(Ce)=3∶2的Mn/Ce催化剂或m(Co)∶m(Bi)=1∶5 的Co/Bi催化剂均可使废水COD的去除率达到90%以上。湿式氧化法安全高效,对于丙烯腈废水中的有机物具有很好的去除效率,同时催化剂加快了废水中有机物的分解速率,但该方法对设备材质的要求比较严格,且金属催化剂可能会引入重金属,需要进行后续处理。

(3)光催化氧化法

光催化氧化是在光催化作用下将难生物降解的化合物转化为可生物降解的小分子无毒化合物的处理方法。Y.S.Na等采用UV/TiO2光催化氧化法处理COD为800~1 000 mg/L 的腈纶废水,发现光催化氧化分解效率主要受紫外光波长和强度、光催化剂数量等影响。废水经13.8 W 和15 W 的UV 灯照射后,COD显著降低,反应速率常数分别为0.044 h-1和0.098 h-1;12 h 后B/C 由0.1 提高到0.5,废水中CN-转化为氨、硝酸盐和亚硝酸盐,亚硝酸盐被氧化为硝酸盐,从而使废水的可生化性和稳定性得到提高,该方法作为预处理技术是可行的。

(4)多相催化氧化法

王伯超等〔11〕在常压下利用少量过氧化氢和空气催化氧化丙烯腈废水(COD 为6 000 mg/L),实验考察了单金属催化剂与多金属催化剂对废水COD 和色度的去除,单金属催化剂中铜的活性最高,对废水中COD 和色度的去除率分别为20.0%和39.6%;多组分金属催化剂Cu+Mn+Ce+Sr 对废水中COD 和色度的去除率分别达到26.5%和49.2%。当多组分金属Cu+Mn+Ce+Sr 负载于粒状活性炭上时,催化活性较高,COD 和色度的去除率可达到40.9%和42.2%。多相催化氧化法成本较低、操作简单、经济可靠,特别对色度具有很好的去除效率,目前开发经济高效的催化剂已成为研究的热点之一。

(5)超临界水氧化法

超临界水氧化是一种高效、环境友好的处理技术,能够在高温高压下快速将有机污染物转化为无害的二氧化碳、水、氮气等。Y. H. Shin 等〔12, 13〕利用此方法处理丙烯腈废水(TOC 为27 240mg/L)时发现,TOC 去除率随反应温度和停留时间的增加而增大,而初始TOC及n(O2)∶n(TOC)则对去除率无显著影响。在552℃、25MPa下,15s内TOC去除率超过97%;同时发现氧化铜是一种有效的催化剂,实验发现镀铜废水加速了丙烯腈废水的降解,450℃下TOC去除率从17.6%增大到67.3%;同时降解丙烯腈废水所释放的热量为废水中铜的还原提供了足够的能量,600℃时约99.8%的铜被还原。该工艺处理效果好,不对环境产生任何污染,但所需温度高、压力大,对设备要求十分严格。综合来看,超临界水氧化法具有良好的应用前景。

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