丙烯腈废水处理方法
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今天漓源环保给大家简述一下丙烯腈废水处理方法主要有精馏法、焚烧法、Fenton 氧化法、湿式催化氧化法、超临界水氧化法、生物法、辐射法以及膜法等。
1、精馏法
此法又称分馏法,是利用分馏柱来分离沸点相近的组分,然后精制纯化的方法。一般情况下,物质的沸点随相对分子质量的增大、双键数目的增多而升高。
利用精馏法处理丙烯腈一段急冷水,经过分离、回收、综合利用等步骤,符合环保要求的原则,而且设备投资少、能耗低。经过处理后的废水可生化性得到了很大的改善,缺点是对氰化物的去除不够彻底,需要添加后续的处理装置。
2、焚烧法
焚烧法是将燃料油与高含量废水分别喷入炉膛内进行焚烧,使废水中的有毒有害物质氧化分解为CO2、H2O、N2等进入空气中。此法是处理高含量有机腈废水简单的方法。
3、 Fenton 氧化法
Fenton 氧化法是以Fe2+ 为催化剂,利用H2O2进行化学氧化的废水处理方法。此法可有效地处理含硝基苯、ABS 等有机物的废水,还能用于废水的脱色、除恶臭。
Fenton 法具有设备投资省的优点,但同时也存在2 个缺点:一是有机物不能完全矿化,初始物质中的一部分转化为某些中间产物,这些中间产物有些能与Fe3+ 形成络合物,有些能与.OH 的生成路线发生竞争,并可能对环境的危害更大;二是双氧水的利用率不高。3.4 湿式催化氧化法
湿式催化氧化法(CWAO 法)是在200~325℃的高温下,以及15 MPa 的压力下,将有机废水中的N 元素转化为NH4+,将C 元素转化为CO2,然而NH4+对环境是有害的,需要加入特定的催化剂Mn/Ce 的复合氧化物,将NH4+ 进一步转化为N2,同时此种催化剂也能使原有机废水中的N 元素直接转化成分子的形式。此法可将有机物转化成低毒甚至是无毒的H2O、N2、O2等物质,在高有机物含量废水处理中非常有效,具有很高的实用价值。丙烯腈废水在高温高压下,在保持液相状态时通入空气,同时在催化剂的作用下,对其进行彻底的氧化分解,使之转化为无毒无害物质,从而使废水得到深度净化。
湿式氧化的主要缺点之一是无法实现有机物的完全矿化,因为一些相对分子质量较低含氧化合物(如乙酸、丙酸、甲醇、乙醇和乙醛等)对于进一步氧化成CO2具有抵抗性。同时,对于设备材质的要求较高,投资也较大,反应温度高、压力大,还会产生有机酸,因此必须对反应装置进行防腐处理。
然而催化剂的使用可以提高废水处理的速度,降低反应的温度和压力,提高氧化分解的能力,从而可以防止设备腐蚀和降低成本,而且反应产物多为CO2、H2O 等,有效地降低了二次污染的可能性。
对于新型反应器的研制,尤其是流态化反应器在含氰废水湿式催化氧化中应用的优势有待于发挥。目前CWAO 工艺发展历史还较短,依然存在着有待探索和完善的地方,尽管经营成本高,但是催化湿式氧化法是有前途的废水处理方法。
5、超临界水氧化法
超临界水氧化(SCWO)法是指有机废物和空气、氧气等氧化剂在超临界水中进行氧化反应而将有机废物去除。由于SCWO 法是在高温高压下的均相反应,反应速率很快(可小于1 min),处理彻底,有机物中的C、H、O 终转化成CO2和H2O,而N、S、P 则相应地转化为N2、SO42-、PO43-,不会形成二次污染。有机物在超临界水中氧化,除发生氧化反应外,还伴随有机物的水解、热解等反应。
采用超临界水氧化法对含丙烯腈的废水进行处理,可在几分钟内将有机物几乎全部氧化分解,终生成无害的CO2、H2O、N2等产物,而S、P 则生成无机盐等沉淀物,反应不会降低水质,对环境不会产生二次污染,因而对于无机盐含量较低的有机废水的处理,此法可以直接安全地应用在工业用水当中。但是该工艺对设备要求相当高,抗腐蚀,抗压能力都要求很高。
6、生物法
生物脱氮法是利用微生物去除废水中氮污染物的生物转化法,它是一种消除氮污染较为有效和彻底的方法。废水中的含氮化合物通过硝化、反硝化作用转化为N2从水中逸出返回大气。赵文辉等利用生物脱氮反应中氨化、硝化和反硝化的原理和特点,对大庆石化分公司炼油厂污水进行处理,采用了缺氧- 好氧生物膜法脱氮工艺进行改造,改造后氨氮合格率在95%以上,效果显著。该工艺将废水中的含氮化合物(丙烯腈、乙腈、氰氢酸、丙酮氰醇等)分别经过氨化、硝化和反硝化作用,后转化为氮气,释放到大气中,从而使出水氨氮含量小于来水中的氨氮含量。
丙烯腈对厌氧菌有较强的毒性,很难采用厌氧法进行处理。循环式活性污泥法(CAST 法)是一种新型的污水生物处理工艺,它是在序批式活性污泥法(SBR)工艺的基础上,增加了选择器和污泥回流设施,并对时序做了一些调整,从而大大提高了SBR工艺的可靠性及效率。
7、辐射法
此法是利用60Co 所产生的高能量、强穿透性的γ 射线,来消毒灭菌、改变物质性状等。在放射线的照射下,水分子会产生一系列具有很强活性的辐解产物,如OH-、H+ 和H2O2等。这些产物再进一步与废水中的有机物发生反应,使其分解或改性。该法可明显消除城市污水中的TOC、BOD、COD,并能灭活污水中的病原体。
辐射技术相应的报道还很少,还处于实验室研究阶段。就目前的研究结果来看,用辐射法来处理丙烯腈废水,COD 和CN- 的去除效果相当明显,但是不够彻底,需要进一步地优化实验条件,寻找佳辐射剂量,引入有效的氧化剂或催化剂。
8、膜法
膜法是近年来兴起的一种膜分离技术,具有能耗低、占地面积小、操作简便、不改变被处理物质的形态、无二次污染以及可回收有用物质等优点,受到了国内外研究者的广泛重视。
利用膜法来处理含腈(氰)废水具有能耗低、操作简单等优点,处理结果类似于精馏法,可将污染物回收利用,所以符合废水资源化的要求。主要缺点在于随着反应的进行,膜污染越来越严重,导致对污染物的去除能力大幅度下降,所以应当采取有效的措施来解决膜污染问题。
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