CN102874913B

CN102874913B - 高浓度丙烯腈废水的处理方法及其装置

Info

Publication number: CN102874913B
Application number: CN201210352617.0A
Authority: CN
Inventors: 员帅波; 刘琴; 瞿贤; 康健灵; 王晓青; 赵延飞; 王乔; 周珉
Original assignee: Shanghai Chemical Industrial Area Sino French Water Development Co Ltd
Current assignee: Shanghai Chemical Industrial Area Sino French Water Development Co Ltd
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: CN102874913A

Abstract

本发明高浓度丙烯腈废水的处理方法，其步骤包括：⑴配置亚硫酸钠溶液，控制亚硫酸钠溶液的浓度为50～200g/L；⑵将高浓度丙烯腈废水的pH调节为7.0～8.0，然后加入配置的亚硫酸钠溶液；⑶将添加了亚硫酸钠溶液的高浓度丙烯腈废水在转速为50～300rpm的条件下进行搅拌，反应停留大于5分钟。本发明的处理装置包括反应单元、pH控制单元、药剂输入单元和液位控制单元。本发明采用还原药剂溶液对高浓度丙烯腈废水中的丙烯腈进行还原去除，反应速率快，在常温常压即可反应进行处理；处理设施占地面积小，操作简单，能耗低、无二次污染，对高浓度丙烯腈废水的处理效果好，可用于工业化治理。

Description

高浓度丙烯腈废水的处理方法及其装置

技术领域

本发明涉及高浓度丙烯腈废水的处理方法和装置，尤其涉及到用还原药剂还原处理高浓度丙烯腈废水的方法和装置。

背景技术

丙烯腈是一种重要的有机化工产品，是合成纤维、合成橡胶、塑料等合成材料基本且重要的原料，在高分子合成工业中有广泛的应用。丙烯腈聚合物和衍生物也广泛应用于建材及日用品生产领域。但是，由于在丙烯腈生产过程中会产生的大量的、有剧毒作用的工业废水，丙烯腈在人体内能够析出氰根，对人体健康会产生巨大的危害，因此，丙烯腈生产过程中产生的工业废水会引起环境的污染。鉴于丙烯腈的高毒性和“三致”毒性，丙烯腈已被列入我国优先控制的有毒化学品的名单以及水中优先控制的污染物的黑名单。目前，高浓度丙烯腈废水的处理成为在水处理领域备受关注的一个问题。

目前，国内处理丙烯腈废水的主要方法为焚烧法，其优点是简单彻底，其缺点是，能耗费用高，易产生二次污染。其他的处理方法或者说在研究的处理方法有：

（1）湿式催化氧化法，其原理是利用催化剂的催化作用，在一定的温度和压力下进行催化氧化反应，加快反应速率，提高氧化能力，从而快速有效地去除污染物；其缺点是，对设备的要求高，投资大，催化剂的应用可能带来二次污染问题。

（2）精馏法，其原理是利用不同的物质具有不同的沸点这一特点，在废水被加热的过程中，在不同温度下分离出不同的物质。其缺点是，应用此方法的设备比较复杂，能耗高并且处理的不彻底。

（3）生物法，该方法的优点是费用低廉，但是，它只适用于低浓度可降解的丙烯腈废水，并且还需要克服丙烯腈降解菌种的培养和选择的问题，需要对现有的生物处理工艺进行改进。

本行业内专业人员的普遍看法是，将生物法与物理法、化学法联合进行处理可能是解决丙烯腈废水处理问题的趋势。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用还原药剂处理高浓度丙烯腈废水的方法，该方法能够有效处理高浓度丙烯腈废水中的丙烯腈，具有处理效率高、操作简单、能耗低、无二次污染的特点。本发明的再一目的是，提供利用所述的方法进行处理的装置。

本发明所述的高浓度丙烯腈废水通常是指废水中丙烯腈含量≥100mg/L的工业废水。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下。

一种高浓度丙烯腈废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配置还原药剂溶液，控制还原药剂溶液的浓度为50～200g/L；

（2）将高浓度丙烯腈废水的pH调节为7.0～8.0，然后加入步骤（1）配置的还原药剂溶液，将还原药剂质量与丙烯腈质量的比控制在3～10；

（3）将步骤（2）添加了还原药剂溶液的高浓度丙烯腈废水在转速为50～300rpm的条件下进行搅拌，反应停留大于５分钟。

进一步，步骤（1）所说的还原药剂为亚硫酸钠。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下。

一种高浓度丙烯腈废水的处理装置，其特征在于，包括反应单元、pH控制单元、药剂输入单元和液位控制单元；所述反应单元含有反应器、搅拌器，所述反应器的上部设有废水输入口，下部设有处理后的水输出口，在所述反应器中安装有与pH控制器连接的pH探头以及与出水泵连接的液位控制器；所述反应器上部的废水输入口通过管道与进水泵、进水阀门、进水流量计连接，所述反应器下部的处理后的水输出口通过管道与出水阀门和出水泵连接；所述pH控制单元含有碱液储罐、补碱泵、补碱阀门和酸液储罐、补酸泵、补酸阀门以及pH探头、pH控制器，所述碱液储罐通过补碱泵和补碱阀门用管道连接至反应器的上部，所述酸液储罐通过补酸泵和补酸阀门用管道连接至反应器的上部；所述pH控制器与补碱泵、补酸泵及pH探头连接；所述药剂输入单元含有还原药剂溶液储罐、加药泵和加药控制阀门，所述还原药剂溶液储罐通过加药泵、加药控制阀门用管道连接至反应器的上部；所述液位控制单元含有液位控制器和出水泵，所述液位控制器设置有液位警戒线，通过反应器内的液位是否达到液位警戒线来控制出水泵的自动启动与停止。

进一步，在所述进水泵与所述进水阀门之间的管道上设有进水口取样阀门。

进一步，在所述处理后的水输出口与所述出水阀门之间的管道上设有出水口取样阀门。

进一步，所述的pH探头设置在反应器内补碱进口和补酸进口的下方。

本发明的积极效果是：

（1）采用还原药剂溶液对高浓度丙烯腈废水中的丙烯腈进行还原去除，反应速率快，在常温常压即可反应进行处理。

（2）处理设施占地面积小，操作简单，能耗低、无二次污染，对高浓度丙烯腈废水的处理效果好。

（3）与现有的处理方法相比较具有明显的积极效果，可用于工业化治理。

附图说明

附图1为本发明高浓度丙烯腈废水的处理装置的结构示意图。

图中的标号分别为：

1、进水泵；2、进水阀门；3、进水流量计；4、碱液储罐； 5、酸液储罐；

6、补碱泵；7、补酸泵； 8、pH探头； 9、液位控制器；10、搅拌器；

11、pH控制器； 12、反应器； 13、加药泵； 14、还原药剂溶液储罐；

15、出水泵；16、进水口取样阀门；17、出水口取样阀门；18、出水阀门；

19、加药控制阀门；20、补碱阀门；21补酸阀门。

具体实施方式

以下结合附图介绍本发明的具体实施过程，但是，本发明的实施不限于以下的实施方式。

参见图1。一种高浓度丙烯腈废水的处理装置，包括反应单元、pH控制单元、药剂输入单元和液位控制单元。

所述反应单元包括反应器、搅拌器，在所述反应器12的上部设置废水输入口，在所述反应器12的下部设置处理后的水输出口，在所述反应器12中安装与pH控制器11相连接的pH探头8以及与出水泵15连接的液位控制器9。将所述反应器12上部的废水输入口通过管道与进水泵1、进水阀门2、进水流量计3连接；在实施中，可在所述进水泵1与所述进水阀门2之间的管道上设置一个进水口取样阀门16。将所述反应器12下部的处理后的水输出口通过管道与出水阀门18和出水泵15连接；实施中，可在所述处理后的水输出口与所述出水阀门18之间的管道上设置一个出水口取样阀门17。

所述pH控制单元包括碱液储罐4、补碱泵6、补碱阀门20和酸液储罐5、补酸泵7、补酸阀门21以及pH探头8、pH控制器11，所述碱液储罐4通过补碱泵6和补碱阀门20用管道连接至反应器12的上部，所述酸液储罐5通过补酸泵7和补酸阀门21用管道连接至反应器12的上部；所述pH控制器11与补碱泵6、补酸泵7及pH探头8连接。具体实施中，可将所述的pH探头8设置在反应器12内补碱进口和补酸进口的下方。

所述药剂输入单元包括还原药剂溶液储罐14、加药泵13和加药控制阀门19，将所述还原药剂溶液储罐14通过加药泵13、加药控制阀门19用管道连接至反应器12的上部。

所述液位控制单元包括液位控制器9和出水泵15，所述液位控制器9设置有液位警戒线，通过反应器12内的液位是否达到液位警戒线来控制出水泵15的自动启动与停止。

实施中，采用的各种泵、阀门、进水流量计3、pH探头8、液位控制器9、搅拌器10、pH控制器11等部件可采用现在市场有供应的相应部件。

本发明高浓度丙烯腈废水的处理装置的工作过程为：

（1）启动进水泵1，将高浓度丙烯腈废水通过管道由进水泵1提升经进水阀门2、进水流量计3输入反应器12，通过进水阀门2可调节进水的流量；通过进水口取样阀门16可对高浓度丙烯腈废水进行取样分析。

（2）在pH控制器11的控制下向反应器12内补碱和补酸并将反应器12内的高浓度丙烯腈废水的pH控制为7.0～8.0：由pH探头8对废水进行实时监测并将监测信号传输至pH控制器11，当pH超出设定范围时，pH控制器11便启动补碱泵6和/或补酸泵7向反应器12中补碱和/或补酸，当pH回复至设定范围时，pH控制器11便停止补碱和/或补酸。

（3）通过加药泵13向反应器12内加入还原药剂溶液储罐14内配置的还原药剂溶液。

（4）在对反应器12内的高浓度丙烯腈废水进行搅拌处理中，当反应器12内的液位上升至设定的液位警戒线时，出水泵15自动启动出水，当反应器12内液位下降至警戒线以下时，出水泵15自动停止，从而保证对反应器12内高浓度丙烯腈废水的正常处理。

（5）经反应器12处理后的水可通过出水阀门18再由出水泵15排出。

应用实施例1

采用上海某石化企业聚醚生产工艺排放的高浓度丙烯腈废水，废水中含有大量丙烯腈、乙腈、苯乙烯等有害物质，其中，丙烯腈浓度为134mg/L。

应用本发明的高浓度丙烯腈废水的处理方法和处理装置对上述高浓度丙烯腈废水进行处理，具体的处理步骤包括：

（1）配置亚硫酸钠溶液，控制亚硫酸钠溶液的浓度为200g/L。

（2）将高浓度丙烯腈废水的pH调节为7.0～8.0之间，然后加入步骤（1）配置的亚硫酸钠溶液，将亚硫酸钠与丙烯腈的质量比控制在3。

（3）将步骤（2）添加了亚硫酸钠溶液的高浓度丙烯腈废水在转速为50～300rpm的条件下进行搅拌，反应停留5分钟。

对处理后废水的检测结果：

经过还原药剂的还原处理之后，上述高浓度丙烯腈废水中丙烯腈的浓度低于检出限（＜0.05mg/L）。

应用实施例2

采用上海某石化企业聚醚生产工艺排放的高浓度丙烯腈废水，废水中含有大量丙烯腈、乙腈、苯乙烯等有害物质，其中，丙烯腈浓度为230mg/L。

（1）配置亚硫酸钠溶液，控制亚硫酸钠溶液浓度为100g/L。

（2）将高浓度丙烯腈废水的pH调节为7.0～8.0之间，然后加入步骤（1）配置的亚硫酸钠溶液，将亚硫酸钠与丙烯腈的质量比控制在4。

（3）将步骤（2）添加了亚硫酸钠溶液的高浓度丙烯腈废水在转速为50～300rpm的条件下进行搅拌，反应停留10分钟。

对处理后废水的检测结果：

应用实施例３

采用上海某石化企业聚醚生产工艺排放的高浓度丙烯腈废水，废水中含有大量丙烯腈、乙腈、苯乙烯等有害物质，其中，丙烯腈浓度为190mg/L。

（1）配置亚硫酸钠溶液，控制亚硫酸钠溶液浓度为50g/L。

（2）将高浓度丙烯腈废水的pH调节为7.0～8.0之间，然后加入步骤（1）配置的亚硫酸钠溶液，将亚硫酸钠与丙烯腈的质量比控制在10。

对处理后废水的检测结果：

应用实施例1～3的结果证明，本发明的高浓度丙烯腈废水的处理方法和处理装置对高浓度丙烯腈废水具有较好的处理效果。

Claims

1.一种高浓度丙烯腈废水的处理装置，其特征在于，包括反应单元、pH控制单元、药剂输入单元和液位控制单元；所述反应单元含有反应器（12）、搅拌器（10），所述反应器（12）的上部设有废水输入口，下部设有处理后的水输出口，在所述反应器（12）中安装有与pH控制器（11）连接的pH探头（8）以及与出水泵（15）连接的液位控制器（9）；所述反应器（12）上部的废水输入口通过管道与进水泵（1）、进水阀门（2）、进水流量计（3）连接，在所述进水泵（1）与所述进水阀门（2）之间的管道上设有进水口取样阀门（16）；所述反应器（12）下部的处理后的水输出口通过管道与出水阀门（18）和出水泵（15）连接，在所述处理后的水输出口与所述出水阀门（18）之间的管道上设有出水口取样阀门（17）；所述pH控制单元含有碱液储罐（4）、补碱泵（6）、补碱阀门（20）和酸液储罐（5）、补酸泵（7）、补酸阀门（21）以及pH探头（8）、pH控制器（11），所述碱液储罐（4）通过补碱泵（6）和补碱阀门（20）用管道连接至反应器（12）的上部，所述酸液储罐（5）通过补酸泵（7）和补酸阀门（21）用管道连接至反应器（12）的上部；所述pH控制器（11）与补碱泵（6）、补酸泵（7）及pH探头（8）连接；所述药剂输入单元含有还原药剂溶液储罐（14）、加药泵（13）和加药控制阀门（19），所述还原药剂溶液储罐（14）通过加药泵（13）、加药控制阀门（19）用管道连接至反应器（12）的上部；所述液位控制单元含有液位控制器（9）和出水泵（15），所述液位控制器（9）设置有液位警戒线，通过反应器（12）内的液位是否达到液位警戒线来控制出水泵（15）的自动启动与停止。

2.根据权利要求1所述的高浓度丙烯腈废水的处理装置，其特征在于，所述的pH探头（8）设置在反应器（12）内补碱进口和补酸进口的下方。