CN102267772A - 新型电催化氧化法预处理腈纶聚合废水的方法 - Google Patents

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周岳溪
任艳
宋玉栋
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Abstract

本发明公开了一种新型电催化氧化法预处理腈纶聚合废水的方法，预处理腈纶聚合废水的方法包括腈纶聚合废水原水，调节pH值保持在3～7；对调节pH值后的废水进行电解，电解池中投加FeSO4·7H2O或NaCl，电解后出水；所述FeSO4·7H2O的投加量为0.18～2.16mmol/L；所述NaCl的投加量为1.71～34.19mmol/L。经过预处理后的废水可通入序批式膜生物反应装置进行处理。本发明的腈纶聚合废水的预处理方法，对特征有毒有机物丙烯腈的去除率达到75％～95％。经过预处理后的废水通入序批式膜生物反应装置中进行处理后，对废水COD的去除率达到60％以上。

Description

新型电催化氧化法预处理腈纶聚合废水的方法
技术领域
本发明涉及一种新型电催化氧化法预处理腈纶聚合废水的方法。
背景技术
由于腈纶生产过程工艺路线长，使得废水成分复杂，有机物含量高，特别是腈纶聚合单元生产过程中形成了生物难降解物质(不同分子量的低聚物和高浓度的亚硫酸盐)，会对生物产生抑制作用，同时含有氰类等易对微生物产生毒害作用的物质，所以造成废水的可生化性较差，BOD5/COD一般均小于0.2，所以普通的生物方法很难直接处理。这些复杂的污染成分是导致腈纶废水处理效果差、不能使废水稳定达标排放的主要原因。因此，开发腈纶废水的预处理技术以提高废水的可生化降解性对腈纶聚合废水的处理十分重要。
目前对腈纶聚合废水的预处理方法主要有内电解、Fenton试剂氧化法、臭氧氧化法、膜法等方法。采用内电解法对腈纶聚合废水进行预处理，处理成本较低，处理后可提高废水的可生化性，但铁碳床容易出现板结现象，影响处理效率；Fenton试剂氧化法采用投加的硫酸亚铁与双氧水在酸性条件下反应产生强氧化性物质·OH氧化降解有机物，该方法对有机物有很好的降解效果，不仅能提高废水的可生化性能，还可以将有机物完全矿化为CO2和H2O，具有良好的处理效果，但由于发生反应的硫酸亚铁和H2O2投加量较大，达到处理效果后所需的废水处理费用较高，严重影响了该工艺的广泛应用；采用臭氧氧化法对废水进行处理，单独用臭氧处理腈纶废水时分子态的臭氧不能将大量的有机难降解污染物去除或者作用速度非常缓慢，一般采用臭氧加催化剂如二氧化锰或臭氧与活性炭吸附联合的方法处理腈纶废水，且该方法的费用较高，不适合作为腈纶废水提高生化性的预处理措施。所以，对腈纶聚合废水预处理方法的开发亟待解决。
发明内容
本发明提供了一种成本低、大幅提高废水生化性的新型电催化氧化法预处理腈纶聚合废水的方法。
本发明所提供的新型电催化氧化法预处理腈纶聚合废水的方法，包括如下步骤：
腈纶聚合废水原水，调节pH值保持3～7，优选的pH值为5～6；
调整pH后的废水进行电解，电解池中投加FeSO4·7H2O或NaCl，电解后出水；
所述FeSO4·7H2O的投加量为0.18～2.16mmol/L，优选的FeSO4·7H2O为1.44～1.8mmol/L；
所述NaCl的投加量为1.71～34.19mmol/L，优选的NaCl投加量为20.51～25.64mmol/L。
本发明的新型电催化氧化法预处理腈纶聚合废水的方法，其中：所述电解电压为1～20V，优选的电解电压为10～15V。
本发明的新型电催化氧化法预处理腈纶聚合废水的方法，其中：所述电解池采用底部进水溢流出水，底部曝气的方式。
本发明的新型电催化氧化法预处理腈纶聚合废水的方法，其中：所述曝气的曝气量为200～800mL/min，优选的曝气量为200～400mL/min。
本发明的新型电催化氧化法预处理腈纶聚合废水的方法，成本低，对特征有毒有机物丙烯腈的去除率达到75％～95％，废水的B/C从0.05～0.1提高到了0.4～0.6，极大的提高了废水的可生化性，为后续生化处理提供了良好的条件。
本发明所提供的新型电催化氧化法处理腈纶聚合废水的方法，包括如下步骤：
腈纶聚合废水原水，调节pH值保持3～7，优选的pH值为5～6；
调整pH后的废水进行连续电解，电解池中投加FeSO4·7H2O或NaCl；
所述FeSO4·7H2O的投加量为0.18～2.16mmol/L，优选的FeSO4·7H2O投加量为1.44～1.8mmol/L；
所述NaCl的投加量为1.71～34.19mmol/L，优选的NaCl投加量20.51～25.64mmol/L；
本发明的处理腈纶聚合废水的方法，其中：所述电解电压为1～20V，优选的电解电压为10～15V。
本发明的处理腈纶聚合废水的方法，其中：所述电解池采用底部进水溢流出水，底部曝气的方式；
本发明的处理腈纶聚合废水的方法，其中：所述曝气的曝气量为200～800mL/min，优选的曝气量为200～400mL/min。
电解后的水调节pH值至6～8后，通入序批式膜生物反应器进行生化处理，生化处理后出水。
本发明的处理腈纶聚合废水的方法，经过电催化氧化连续处理，对特征有毒有机物丙烯腈的去除率达到75％～95％，废水的B/C从0.05～0.1提高到了0.4～0.6，极大的提高了废水的可生化性。经过预处理后的废水通入序批式膜生物反应装置中进行处理后，对废水COD的去除率达到60％以上。
附图说明
图1为电解反应的电解槽的示意图。
图2为实施例1的方法处理后废水COD去除率的变化。
图3为实施例2的方法处理后废水COD去除率的变化。
具体实施方式
实施例1：
腈纶聚合废水原水的pH值为3～5，以硫酸和NaOH调节腈纶聚合废水的pH值，使废水pH值保持在5～6，调整pH后的废水通入图1所示的电解池，电解池的阳极板为Ti/SnO2-Sb2O3，阴极板为Ti板，采用底部进水溢流出水，底部曝气的方式进行电解，对废水中的有机物进行氧化降解，停留时间为3h，电压为15V，电解池中投加FeSO4·7H2O，与阴极产生的H2O2形成Fenton试剂，FeSO4·7H2O投加量为1.44mmol/L，曝气量为400mL/min。在此条件下电催化氧化对腈纶聚合废水的预处理效果如表1。
表1.电催化氧化预处理后废水的水质变化
Figure BDA0000035725470000031
由表1可以看出，腈纶聚合废水的COD大于1000mg/L，而BOD5却都小于100mg/L，其B/C值小于0.1，废水的可生化性极差，采用电催化氧化对腈纶聚合废水进行预处理之后，其B/C值增加到0.46，废水的可生化性得到了极大提高，并且经过电解处理，废水的COD去除率为32％，特征有毒有机物丙烯腈的去除率为74％，达到了进入生化处理的要求。
将电催化氧化预处理后的废水调节pH值至6～8，并将其通入序批式膜生物反应器进行生化处理，水力停留时间为24h，经过生化处理之后，废水的COD去除率可达60％～66％。
实施例2：
腈纶聚合废水原水的pH值为3～5，以硫酸和NaOH调节腈纶聚合废水pH值，使废水pH值保持在5～6，调整pH后的废水通入图1所示的电解池，电解池的阳极板为Ti/SnO2-Sb2O3，阴极板为Ti板，采用底部进水溢流出水，底部曝气的方式进行电解，对废水中的有机物进行氧化分解，电解2h，电压为15V，电解池中投加NaCl，NaCl投加量为25.64mmol/L，曝气量为400mL/min。在此条件下电催化氧化对腈纶聚合废水预处理后的效果如表2所示。
表2.电催化氧化预处理后废水的水质变化
Figure BDA0000035725470000032
由表2可以看出，腈纶聚合废水的COD大于1000mg/L，而BOD5却都小于100mg/L，其B/C值小于0.1，废水的可生化性极差，电催化氧化对腈纶聚合废水进行预处理之后，其B/C值增加到02，废水的可生化性得到了提高；经过电解处理，废水的COD去除率为22.35％，对特征有毒有机物丙烯腈的去除率可达97.37％，且电解时间较短，降低了能耗，有利于进行生化处理。
将电催化氧化预处理后的废水调节pH值至6～8，并将其通入序批式膜生物反应器，继续进行生化处理，水力停留时间24h，经过生化处理之后，废水的COD去除率为58％～62％。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电催化氧化法预处理腈纶聚合废水的方法，包括如下步骤：
腈纶聚合废水原水，调节pH值保持3～7；
调整pH值后的废水进行电解，电解池中投加FeSO4·7H2O或NaCl，电解后出水；
所述FeSO4·7H2O的投加量为0.18～2.16mmol/L；
所述NaCl的投加量为1.71～34.19mmol/L。
2.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于：所述电解电压为1～20V。
3.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于：所述电解池采用底部进水溢流出水，底部曝气的方式。
4.根据权利要求3所述的预处理方法，其特征在于：所述曝气的曝气量为200～800mL/min。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述pH值为5～6；所述FeSO4·7H2O的投加量为1.44～1.8mmol/L；所述NaCl的投加量为20.51～25.64mmol/L。
6.一种电催化氧化法处理腈纶聚合废水的方法，包括如下步骤：
腈纶聚合废水原水，调节pH值保持3～7；
调整pH后的废水进行连续电解，电解池中投加FeSO4·7H2O或NaCl；
所述FeSO4·7H2O的投加量为0.18～2.16mmol/L；
所述NaCl的投加量为1.71～34.19mmol/L；
电解后的水调节pH值至6～8后通入序批式膜生物反应器进行生化处理，生化处理后出水。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：所述电解电压为1～20V。
8.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：所述电解池采用底部进水溢流出水，底部曝气的方式。
9.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：所述曝气的曝气量为200～800mL/min。
10.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：所述pH值为5～6；所述FeSO4·7H2O的投加量为1.44～1.8mmol/L；所述NaCl的投加量为20.51～25.64mmol/L。
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