[发明专利]丙烯腈废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种丙烯腈废水的处理方法。

背景技术

丙烯腈是一种无色、苦杏仁味的高毒类有机氰，具有高毒性及潜在的遗传毒性，是环境中重要的有害污染物之一，它不仅破坏水体生态系统，还危害人类的生命健康。丙烯腈是合成纤维、合成树脂、合成橡胶及有机合成工业的主要原料之一，主要用于腈纶、丁腈橡胶、己二腈、丙烯酰胺、ABS树脂等生产。目前，国内外丙烯腈应用最多的生产方法为丙烯氨氧化法，即以丙烯、氨气和空气为主要原料，在一定反应条件(温度：445±5℃、压力：0.055～0.075MPa)和催化剂(SAC-2000)的作用下，生成丙烯腈和水，副产物主要为乙腈和氰化钠。反应产物经过急冷、吸收、精制等一系列措施分离后，生产废水中含有丙烯腈、乙腈、氰化钠、氨以及副产物丙腈、丙酮、乙醛、醋酸等。丙烯腈废水的水质情况为：COD在1500～4000mg/L、氨氮50mg/L左右、总氮300mg/L左右，最高可达700mg/L、氰化物在2～3mg/L。丙烯腈废水较为经济有效的处理方法是生物法，以A/O工艺应用最为广泛。众所周知，生化反应顺利进行必须保证水中合适的C、N、P的比例，通常厌氧反应C：N：P＝500:5:1，好氧反应C：N：P＝100:5:1。而丙烯腈废水中有机物与总氮的比例明显偏低，因此生化处理难度较大。从公开的文献报道可知，目前解决该问题的办法是大量补充碳源，碳源通常使用葡萄糖、淀粉、甲醇和乙醇，因此，系统的运行成本较高。

2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)是一种重要有机化工中间体，在合成香料、润滑油、表面涂料、石油加工、纺织印染及食品工业中具有广泛的用途，TMPD生产工艺废水是高浓度有机废水，含有异丁醛、正丁醇、正丁酸、异丁醇、异丁酯、辛戊二醇等，废水的COD在70000～100000mg/L，水中为无氮源、无磷源，由于该废水可生化性非常好，目前采用工程菌一步氧化法处理，水力停留时间(HRT)为160h，COD降到300mg/L左右后排入污水处理场深度处理。该方法处理废水的费用非常高，而且产生的大量剩余污泥也难以处置。

中国专利CN103641277A(201310681566.0)“丙烯腈废水的处理方法”，该发明采用的工艺流程为：短程硝化反硝化－缺氧－沉淀－催化氧化－曝气生物滤池，处理丙烯腈废水。该技术的优点是COD、氨氮的去除率较高，出水达到GB8978-1996一级排放标准。缺点是流程长，需要向缺氧池内投加大量碳源(甲醇、乙醇)，以满足反硝化所需的碳氮比，运行成本较高。

中国专利CN202016935U(201120121780.7)“一种含腈废水脱氮处理装置”，该实用新型采用的工艺流程为：调节池－厌氧池－沉淀池－兼氧池－好氧池－污泥池，处理含腈废水，厌氧池悬挂有半软性填料，沉淀池内装有斜板，兼氧池、好氧池内均装有级配填料。该技术的优点是COD、氨氮和总氮的去除率均较高，出水达到GB8978-1996一级排放标准。缺点是采用A/O工艺去除总氮时，要求污水中有较高的碳氮比才能达到较高的脱氮效率，含腈废水的可生化性非常差，难以提供大量的可生化性碳源，该实用新型未提及可生化性碳源的补充方式。

中国专利CN102718362A(201210205190.1)“一种丙烯腈生产废水的生物处理方法”，该发明采用的工艺流程为：均质调节－缺氧－好氧－硝化－二沉池，处理丙烯腈废水。该工艺的特点是在缺氧反应区加入半软性填料进行挂膜，生物量可以得到大幅增加。缺点是在硝化反应区前端需要投加固体碳源，这种投加方式很容易使碳源在硝化反应区被降解，而缺氧反应区却得不到足够的碳源补充，理论上将难以达标排放。

中国专利CN103159374A(201110424220.3)“一种对含丙烯腈类物质的有机废水的处理工艺”，该发明采用的工艺流程为：物化处理(絮凝沉降)－缺氧微生物水解酸化－好氧微生物生化－深度催化氧化(芬顿试剂氧化、碱中和混凝)，该组合工艺可有效处理聚丙烯腈生产过程中产生的含丙烯腈类物质的高浓度难降解有机废水。该发明适用进水COD≤1000mg/L的含丙烯腈废水，需要投加由葡萄糖、尿素和磷酸二氢钾混配而成营养盐，运行成本高，COD去除效率低，出水水质未达到GB8978-1996一级标准的要求。