[发明专利]一种丙烯酸废水的综合处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及高浓度石油化工废水的处理方法，特别是一种丙烯酸生产废水的综合处理方法。

背景技术

丙烯酸生产废水是一种高浓度有机废水，化学耗氧量(COD_cr)一般为30000-35000mg/L，有时高达60g/L，呈强酸性，处理较为困难，主要含有醋酸(3.0～6.0％)，丙烯酸(0.02～3％)，甲醛(0.04～4％)，甲苯等其它有机物(0～2％)。目前报道的方法主要有直接焚烧法、催化湿式氧化法、生物法、电解-生物组合法和反渗透膜分离法。

直接焚烧法是目前国内外处理丙烯酸废水的主流方法，是在高温下用空气氧化处理废水的一种比较有效的方法，也是废水处理的最后手段之一。如废水中可燃物浓度很高，发热量达4360kJ/kg以上时，则燃烧可自动进行；如废水中的可燃物浓度较低，则需消耗大量的燃料油，甚至可达250～300kg/m³废水。另外，对较低浓度的有机废水，需进行浓缩预处理。丙烯酸废水的主要有机成分是低沸物，浓缩预处理不易进行，操作上有很大难度。对丙烯酸废水而言，采用焚烧法需消耗大量的燃料油，故操作费用昂贵。

催化湿式氧化法是美国(Zimmermann)在五十年代发明的。该工艺一般不耗用辅助燃料等外来能量，起原理是将系统加压，控制水分蒸发，在催化剂的作用下，可在一定温度下使有机污染物燃烧。该法是处理高浓废水的有效方法，特别对于高浓度难生物降解污染物，而且在含氮化合物和含硫化合物的氧化形态，采用湿式氧化法不生成NOx、SOx，而是被转化为氨与硫酸离子。但由于该工艺要求在较高的温度和压力下进行，使得其在技术上和经济上都存在很大困难。目前该方法正在发展中。

专利CN1600706公布的生物法以及专利CN1948189公布的电解-生物组合法都是基于污染物在生物氧化池被生物分解的原理，将废水中的有机物浓度降解至符合排放要求。不同的是CN1948189公布的电解-生物组合法首先对丙烯酸废水进行电解，向废水体系加入一些无机盐类化合物，提高废水的可生化性。这两种方法虽然可降低处理费用，但由于有机物分解需较长时间，故其处理周期也比较长。另外，活性污泥法对废水浓度有限制，废水需稀释至适宜细菌生长的浓度。因此，这两种方法不仅需要较大占地面积和大量设备投资，而且还需要用水稀释、酸碱中和或向废水体系引入其它化合物。

由此看出，上述丙烯酸废水处理方法主要是通过各种形式的氧化方式降解废水中的有机物。事实上，在丙烯酸废水中，醋酸既是污染物，同时又是极有回收价值的化工产品。如果按丙烯酸废水醋酸含量为3.5％计算，丙烯酸废水排放量500吨/日，每年排放醋酸总量可达到5000吨以上，价值超过3000万元。为此，专利CN1903738公开一种丙烯酸废水处理工艺，将丙烯酸废水经过经膜分离，渗透侧的净化水排出界区，渗余侧的有机物送入精馏塔，将丙烯酸、甲苯与乙酸、水分开，并分别回收丙烯酸、甲苯和乙酸。这种方法无需任何燃料并可回收丙烯酸、甲苯和乙酸、工艺简单、系统阻力小、运行费用低，可回收大量有机物。然而，由于丙烯酸废水成分复杂，COD高，生产过程水质组成波动很大，反渗透膜很容易堵塞，将会加速膜损坏，膜费用极大。

发明内容

本发明针对现有丙烯酸生产废水技术存在的缺陷或不足，提供一种电渗析-生化-萃取-精馏组合方法。采用该方法，丙烯酸废水不仅可得到有效处理，而且可回收醋酸资源，为企业带来良好的经济效益。

本发明的技术方案如下：

本发明一种丙烯酸生产废水的综合处理工艺，其特征主要包括废水预处理、电渗析分离及乙酸回收和精制、稀溶液的生化处理等步骤。其工艺流程如附图所示，丙烯酸废水送入预处理单元，经预处理的废水进入电渗析器，电渗析器稀相出水达到生化处理要求后进入生化处理装置，经生化处理后达标排放；电渗析器浓相出水经二级、三级或四级电渗析浓缩达到一定浓度后去萃取-精馏单元回收醋酸，可得到工业一级醋酸。二级、三级或四级电渗析浓缩的稀相可根据浓度返回相应的电渗析单元。

主要步骤说明如下：

(1)废水预处理：采用常规方法，将丙烯酸废水通过沙滤、活性炭过滤，控制废水的流速，除去废水中有害物，如甲苯、甲醛、丙烯酸等有机物，保持膜的活性，延长膜寿命，进水水质达到电渗析器进水标准，使电渗析正常运行。