丙烯腈廢水的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種丙烯腈廢水的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烯腈是一種無色、苦杏仁味的高毒類有機(jī)氰，具有高毒性及潛在的遺傳毒性，是環(huán)境中重要的有害污染物之一，它不僅破壞水體生態(tài)系統(tǒng)，還危害人類的生命健康。丙烯腈是合成纖維、合成樹脂、合成橡膠及有機(jī)合成工業(yè)的主要原料之一，主要用于腈綸、丁腈橡膠、己二腈、丙烯酰胺、ABS樹脂等生產(chǎn)。目前，國內(nèi)外丙烯腈應(yīng)用最多的生產(chǎn)方法為丙烯氨氧化法，即以丙烯、氨氣和空氣為主要原料，在一定反應(yīng)條件(溫度:445±5°C、壓力:0.055?0.075MPa)和催化劑(SAC-2000)的作用下，生成丙烯腈和水，副產(chǎn)物主要為乙腈和氰化鈉。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過急冷、吸收、精制等一系列措施分離后，生產(chǎn)廢水中含有丙烯腈、乙腈、氰化鈉、氨以及副產(chǎn)物丙腈、丙酮、乙醛、醋酸等。丙烯腈廢水的水質(zhì)情況為:C0D在1500?4000mg/L、氨氮50mg/L左右、總氮300mg/L左右，最高可達(dá)700mg/L、氰化物在2?3mg/L。丙烯腈廢水較為經(jīng)濟(jì)有效的處理方法是生物法，以A/0工藝應(yīng)用最為廣泛。眾所周知，生化反應(yīng)順利進(jìn)行必須保證水中合適的C、N、P的比例，通常厭氧反應(yīng)C:N:P =500:5:1，好氧反應(yīng)C:N:P = 100:5:1。而丙烯腈廢水中有機(jī)物與總氮的比例明顯偏低，因此生化處理難度較大。從公開的文獻(xiàn)報道可知，目前解決該問題的辦法是大量補充碳源，碳源通常使用葡萄糖、淀粉、甲醇和乙醇，因此，系統(tǒng)的運行成本較高。
[0003]2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇(TMPD)是一種重要有機(jī)化工中間體，在合成香料、潤滑油、表面涂料、石油加工、紡織印染及食品工業(yè)中具有廣泛的用途，TMPD生產(chǎn)工藝廢水是高濃度有機(jī)廢水，含有異丁醛、正丁醇、正丁酸、異丁醇、異丁酯、辛戊二醇等，廢水的C0D在70000?100000mg/L，水中為無氮源、無磷源，由于該廢水可生化性非常好，目前采用工程菌一步氧化法處理，水力停留時間(HRT)為160h，C0D降到300mg/L左右后排入污水處理場深度處理。該方法處理廢水的費用非常高，而且產(chǎn)生的大量剩余污泥也難以處置。
[0004]中國專利CN103641277A (201310681566.0) “丙烯腈廢水的處理方法”，該發(fā)明采用的工藝流程為:短程硝化反硝化一缺氧一沉淀一催化氧化一曝氣生物濾池，處理丙烯腈廢水。該技術(shù)的優(yōu)點是C0D、氨氮的去除率較高，出水達(dá)到GB8978-1996 —級排放標(biāo)準(zhǔn)。缺點是流程長，需要向缺氧池內(nèi)投加大量碳源(甲醇、乙醇)，以滿足反硝化所需的碳氮比，運行成本較高。
[0005]中國專利CN202016935U (201120121780.7) “一種含腈廢水脫氮處理裝置”，該實用新型采用的工藝流程為:調(diào)節(jié)池一厭氧池一沉淀池一兼氧池一好氧池一污泥池，處理含腈廢水，厭氧池懸掛有半軟性填料，沉淀池內(nèi)裝有斜板，兼氧池、好氧池內(nèi)均裝有級配填料。該技術(shù)的優(yōu)點是C0D、氨氮和總氮的去除率均較高，出水達(dá)到GB8978-1996 —級排放標(biāo)準(zhǔn)。缺點是采用A/0工藝去除總氮時，要求污水中有較高的碳氮比才能達(dá)到較高的脫氮效率，含腈廢水的可生化性非常差，難以提供大量的可生化性碳源，該實用新型未提及可生化性碳源的補充方式。
[0006]中國專利CN102718362A (201210205190.1) “一種丙烯腈生產(chǎn)廢水的生物處理方法”，該發(fā)明采用的工藝流程為:均質(zhì)調(diào)節(jié)一缺氧一好氧一硝化一二沉池，處理丙烯腈廢水。該工藝的特點是在缺氧反應(yīng)區(qū)加入半軟性填料進(jìn)行掛膜，生物量可以得到大幅增加。缺點是在硝化反應(yīng)區(qū)前端需要投加固體碳源，這種投加方式很容易使碳源在硝化反應(yīng)區(qū)被降解，而缺氧反應(yīng)區(qū)卻得不到足夠的碳源補充，理論上將難以達(dá)標(biāo)排放。
[0007]中國專利CN103159374A(201110424220.3) “一種對含丙烯腈類物質(zhì)的有機(jī)廢水的處理工藝”，該發(fā)明采用的工藝流程為:物化處理(絮凝沉降)一缺氧微生物水解酸化一好氧微生物生化一深度催化氧化(芬頓試劑氧化、堿中和混凝)，該組合工藝可有效處理聚丙烯腈生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含丙烯腈類物質(zhì)的高濃度難降解有機(jī)廢水。該發(fā)明適用進(jìn)水COD ( 1000mg/L的含丙烯腈廢水，需要投加由葡萄糖、尿素和磷酸二氫鉀混配而成營養(yǎng)鹽，運行成本高，C0D去除效率低，出水水質(zhì)未達(dá)到GB8978-1996 —級標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0008]中國專利CN102399044B (201110371133.6) “一種丙烯腈生產(chǎn)廢水的集成處理方法”，該發(fā)明采用的工藝流程為:調(diào)節(jié)池一 A/0生化處理一超濾一反滲透裝置，處理丙烯腈廢水。該工藝中反滲透進(jìn)水C0D高達(dá)118mg/L，系統(tǒng)的清洗和維護(hù)成本非常高，反滲透產(chǎn)水C0D為72mg/L，作為循環(huán)冷卻補充水進(jìn)行回用的風(fēng)險較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種丙烯腈廢水的處理方法，污染物去除效率高、出水達(dá)標(biāo)、流程簡單、運行成本低。
[0010]本發(fā)明所述的丙烯腈廢水為丙烯氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈產(chǎn)生的廢水，廢水主要水質(zhì)特征為 C0D 在 1500 ?4000mg/L、B0D/C0D 在 0.25 ?0.50、氨氮 50mg/L 左右、總氮 300mg/L左右，最高可達(dá)700mg/L、氰化物在2?3mg/L。TMPD廢水是TMPD生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水，主要水質(zhì)特征為C0D在70000?100000mg/L、B0D/C0D在0.60?0.75。
[0011]本發(fā)明所述的工藝流程為:勻質(zhì)一酸化-反硝化-硝化-沉淀。
[0012]本發(fā)明所述的丙烯腈廢水的處理方法，步驟如下:
[0013](1)勻質(zhì):丙烯腈廢水與TMro廢水進(jìn)入勻質(zhì)池，勻質(zhì)池底部設(shè)有穿孔管，將壓縮空氣引入穿孔管通過曝氣攪拌實現(xiàn)水質(zhì)的均衡調(diào)節(jié)，向勻質(zhì)池出水中投加磷鹽；丙烯腈廢水與TMPD廢水的B0D值之和與總氮的比例為20:1-5:1 ;
[0014](2)酸化:勻質(zhì)池出水進(jìn)入酸化池酸化處理，酸化池內(nèi)安裝液下攪拌器，酸化池啟動時將工程菌一步氧化法處理TMPD廢水工藝中產(chǎn)生的活性污泥引入酸化池內(nèi)；
[0015](3)反硝化:酸化池出水、回流的硝化池出水和回流的活性污泥混合后進(jìn)入反硝化池反硝化處理；
[0016](4)硝化:反硝化池出水進(jìn)入硝化池硝化處理，硝化反應(yīng)出水回流至反硝化池，硝化池啟動時將工程菌一步氧化法處理TMPD廢水工藝中產(chǎn)生的活性污泥引入硝化池內(nèi)；
[0017](5)沉淀:硝化池出水進(jìn)入沉淀池進(jìn)一步沉淀后，上清液C0D和氨氮的含量可以達(dá)到城市污水處理廠接受標(biāo)準(zhǔn)，沉淀后的活性污泥大部分返回反硝化池，少部分作為剩余污泥進(jìn)行處置。
[0018]步驟(2)中所述的酸化處理條件是水力停留時間HRT控制在24_30h，溶解氧D0小于 0.3mg/L。
[0019]步驟(3)中所述的反硝化處理條件是水力停留時間HRT控制在20_25h，溶解氧D0小于 0.5mg/L。
[0020]步驟(4)中所述的硝化處理條件是水力停留時間HRT控制在40_50h，溶解氧D0為3_5mg/L,pH 為 6.0-9.0。
[0021]步驟(4)中所述的硝化反應(yīng)出水回流至反硝化池的回流比為1-5。
[0022]本發(fā)明所述的丙烯腈廢水的處理方法，具體步驟如下:
[0023](1)勻質(zhì):丙烯腈廢水與TMPD廢水按一定比例通過管道進(jìn)入勻質(zhì)池，勻質(zhì)池底部設(shè)有穿孔管，將壓縮空氣引入穿孔管通過曝氣攪拌實現(xiàn)水質(zhì)的均衡調(diào)節(jié)。
[0024]丙烯腈廢水與TMPD廢水的混合比例與兩種污水的B0D值和總氮含量有關(guān)，通常要求兩種污水的B0D值之和與總氮的比例為20:1-5:1。
[0025]向勻質(zhì)池出水中投加磷鹽補充生物代謝過程所需的磷元素。
[0026](2)酸化:勻質(zhì)池出水進(jìn)入酸化池，通過酸化細(xì)菌的代謝作用，在缺氧狀態(tài)下，部分難降解的大分子有機(jī)污染物被分解為小分子有機(jī)污染物；部分丙烯腈、氰化物等對生物有毒害作用的污染物分解為小分子、易降解并對生物無毒或低毒的污染物；氨化細(xì)菌會將含N有機(jī)物中的含氮基團(tuán)轉(zhuǎn)化為游離氨氮，污水中的氨氮濃度將會升高，同時完成對廢水C0D的部分去除。
[0027]酸化池內(nèi)應(yīng)安裝液下攪拌器；水力停留時間HRT控制在24_30h ;溶解氧D0小于0.3mg/L ;酸化池啟動時需要將工程菌一步氧化法處理TMPD廢水工藝中的活性污泥引入酸化池內(nèi)。
[0028](3)反硝化:酸化池出水與回流的硝化池出水和回流的活性污泥混合后進(jìn)入反硝化池，反硝化細(xì)菌利用酸化池出水的有機(jī)碳源將硝化池出水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽還原為N2釋放到大氣中，從而完成了總氮從污水中徹底去除，同時將大部分有機(jī)物分解，C0D得到大幅度降低。反硝化反應(yīng)將會產(chǎn)生大量的堿度，供后續(xù)硝化反應(yīng)對堿度的需求。
[0029]反硝化池水力停留時間HRT控制在20_25h ;溶解氧D0小