CN1218885C - 治理高浓度丙烯腈废水的聚合混凝法 - Google Patents
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Abstract
本发明使用相当于废水重量0.05‰-8‰的固体过硫酸铵或0.05‰-8‰固体过硫酸钾或0.05‰-8‰固体氯酸钠或0.05‰-8‰的30%过氧化氢作为聚合引发剂，对丙烯腈浓度为2800mg/l或7603mg/l的高浓度丙烯腈废水中的丙烯腈污染成分进行聚合反应，聚合反应使用电磁或机械搅拌，反应温度为10-70℃温度。然后用0.5%-1%的聚合氯化铝(10%水溶液)或0.5%聚合硫酸铁(12%水溶液)作为混凝剂，混凝去除聚合反应后的高浓度丙烯腈废水中的聚合丙烯腈污染成分。若聚合反应时间为105分钟，废水中的丙烯腈去除率为96%(过硫酸铵作引发剂)、CODcr去除率为66%-99%。工艺简单合理，废水治理效果好，生产成本低，具有较大实施价值和社会经济效益。
Description
所属技术领域
本发明专利涉及高浓度丙烯腈废水的预处理技术，该技术在一定程度上改变目前由于预处理技术的缺乏而造成的环境污染和高代价治理状况。
背景技术
工业废水是造成环境污染的主要污染源，其中的高浓度有机废水的排放水量大，涉及的行业、地域的分布面广，特别是当废水中存在高浓度有机物或有毒物时，废水治理难度更大。从治理实践看，高浓度有机废水的治理关键在于技术上有效可行、经济上合理的实用性预处理技术。
目前治理高浓度有机废水的方法主要有萃取法、厌氧生化处理法、WAO、吸附法和焚烧法等。这些方法各有优点，但也存在二次污染、处理成本过高等问题。因此，在实际废水治理中，往往只能采用大量清水稀释高浓度有机废水后再进一步生化处理，废水治理设施庞大，处理费用高昂，同时还造成污染物的总量削减率低下。
从废水治理工作思路角度看，目前的高浓度有机废水治理方法，均为各种降解方法，即在一定条件下，实现污染物的分子链断裂，将大分子变为小分子，直至矿化。本申请的治理方法则是首先将高浓度工业有机废水中的难降解有机物、有毒物等聚合，形成分子量更大的低、中、高聚合度物质，然后利用混凝剂的网捕、卷扫作用去除低聚合度的污染物质，达到废水去毒、削减废水COD的目的，为进一步彻底治理创造有利条件，改变目前由于高浓度工业有机废水的预处理技术的缺乏而造成的环境污染和高代价治理状况。
高浓度丙烯腈废水是一种高浓度工业有机废水，常见于腈纶、农药等精细化工生产工艺中。由于该种废水具有一定的生物毒性，需要作预处理后才能进入生物反应池降解治理。目前，尚缺乏经济有效的预处理技术，仅用多效蒸发、焚烧或稀释方法加以治理，废水治理代价高、治理不彻底。
发明内容
本发明的任务是针对目前高浓度丙烯腈废水治理过程中的预处理技术缺乏、治理代价高等缺点，根据污染成分丙烯腈的化学特点，使用过硫酸铵或过硫酸钾或氯酸钠或过氧化氢作为引发剂，在10-70℃温度下，使废水中的丙烯腈污染成分聚合，然后用聚合氯化铝或聚合硫酸铁混凝去除废水中的聚合丙烯腈。本发明既有效地去除了高浓度丙烯腈废水中具有生物毒性的丙烯腈污染成分，又同时使废水的CODcr值得到大幅降低。
治理高浓度丙烯腈废水的聚合混凝法，其特征是在高浓度丙烯腈废水中加入无机型的聚合引发剂，使废水中的丙烯腈污染成分聚合，然后用混凝剂聚合氯化铝或聚合硫酸铁混凝驱除废水中的聚合丙烯腈。所用无机型聚合引发剂为固体过硫酸铵或固体过硫酸钾或固体氯酸钠或重量浓度为30％的过氧化氢。无机型聚合引发剂用量为丙烯腈废水重量0.05‰-8‰。所用混凝剂为重量浓度12％的聚合硫酸铁水溶液或重量浓度10％的聚合氯化铝水溶液。所用混凝剂用量为丙烯腈废水重量的0.5％-1％。其聚合反应式为：
本发明的有益效果是对不同温度、浓度的高浓度丙烯腈废水，可以直接使用本发明去除废水中的大部分有毒污染物——丙烯腈，有利于后续生化工序的正常运作。治理设备简单、工艺合理、废水治理成本低、治理效果好、具有较大实施价值和社会经济效益。
具体实施方式：
实施例1
本实施以配置的高浓度丙烯腈废水为例
用丙烯腈(化学纯试剂)、蒸馏水配制一定浓度的丙烯腈废水。取500ml废水放在1000ml烧杯中，加入少量(0.05‰-8‰)固体分析纯过硫酸铵，在35±2℃下电磁搅拌反应30-180分钟。冷却至室温，用固体NaOH调节废水的pH至7-8，再加入0.5％的聚合氯化铝(10％水溶液)进行混凝，静置沉淀出水。处理效果检测如下：
表1 过硫酸铵作为引发剂的丙烯腈去除效果
| 反应时间(分) | 0 30 45 60 75 90 105 120 150 180 |
| 废水水质CODcr(单位：mg/l)废水CODcr去除率％废水中丙烯腈含量(单位：mg/l)丙烯腈去除率％ | 7603 5447 3764 3468 1627 507 494 466 136 85/ 28 51 54 79 93 94 94 98 997594 4171 2569 2527 1744 892 312 / / // 45 66 67 77 88 96 / / / |
注1：使用重铬酸钾法测定废水的CODcr值(下同)。
注2：使用VARIAN ProStar 230液相色谱仪测定废水中的丙烯腈含量。
实施例2
用丙烯腈(化学纯试剂)、蒸馏水配制一定浓度的丙烯腈废水。取500ml废水放在1000ml烧杯中，加入少量(0.05‰-8‰)固体分析纯过硫酸钾，在35±2℃下电磁搅拌30-180分钟。冷却至室温，用固体NaOH调节废水的pH至7-8，再加入0.5％的聚合氯化铝(10％水溶液)进行混凝，静置沉淀出水。处理效果检测如下：
表2 过硫酸钾作为引发剂的丙烯腈去除效果
| 反应时间(分) | 0 30 45 60 75 90 105 |
| 废水水质CODcr(单位：mg/l)去除率％ | 7603 4299 3216 1764 1012 496 192/ 39 58 77 86 93 97 |
实施例3
用丙烯腈(化学纯试剂)、蒸馏水配制一定浓度的丙烯腈废水。取500ml废水放在1000ml烧杯中，加入少量(0.05‰-8‰)固体分析纯氯酸钠，在35±2℃下电磁搅拌30-180分钟。冷却至室温，用固体NaOH调节废水的pH至7-8，再加入0.5％的聚合氯化铝(10％水溶液)进行混凝，静置沉淀出水。处理效果检测如下：
表3 氯酸钠作为引发剂的丙烯腈去除效果
| 反应时间(分) | 0 30 45 60 75 90 105 |
| 废水水质CODcr(单位：mg/l)去除率％ | 7603 5143 4583 3995 2302 1247 578/ 32 40 47 70 84 92 |
实施例4
用丙烯腈(化学纯试剂)、蒸馏水配制一定浓度的丙烯腈废水。取500ml废水放在1000ml烧杯中，加入少量(0.05‰-8‰)30％的分析纯过氧化氢，在35±2℃下电磁搅拌30-180分钟。冷却至室温，用固体NaOH调节废水的pH至7-8，再加入0.5％的聚合氯化铝(10％水溶液)进行混凝，静置沉淀出水。处理效果检测如下：
表4 30％过氧化氢作为引发剂的丙烯腈去除效果
| 反应时间(分) | 0 30 45 60 75 90 105 |
| 废水水质CODcr(单位：mg/l)去除率％ | 7603 4841 3412 3004 2489 2113 1123/ 36 55 60 67 72 85 |
实施例5
本实施以毒螨灵农药生产中环化工艺段排放的高浓度丙烯腈废水为例
将常温50kg毒螨灵农药生产中环化工艺段排放的高浓度丙烯腈废水放入100m3的搪瓷反应釜中，搅拌下加入相当于废水重量0.05‰-8‰的固体过硫酸铵或固体过硫酸钾或固体氯酸钠或30％的过氧化氢作为引发剂。在温度65±5℃下，机械搅拌30-180分钟。反应完毕后，开通冷却水冷却至室温，用固体Na2CO3调节废水的pH值至7-8，再加入1％的聚合氯化铝(10％水溶液)进行混凝，将废水排放至沉淀池，静置沉淀出水。
处理效果检测如下：
表5 聚合混凝法治理高浓度毒螨灵农药环化废水效果
| 指标 | CODcr(单位：mg/l) | 丙烯腈浓度(单位：mg/l) |
| 进水水质出水水质去除率％ | 530001800066 | 280014095 |
Claims (1)
1.治理高浓度丙烯腈废水的聚合混凝法，其特征是聚合法与混凝法的有机结合：在高浓度丙烯腈废水中，添加相当于废水重量0.05‰-8‰的固体过硫酸铵或0.05‰-8‰固体过硫酸钾或0.05‰-8‰固体氯酸钠或0.05‰-8‰的30％过氧化氢作为聚合引发剂，于10-70℃温度中，搅拌反应30-180分钟，使废水中的丙烯腈成分聚合，然后室温下用固体氢氧化钠调节聚合反应后的高浓度废水的pH值至7-8之间，再使用重量浓度为聚合氯化铝10％水溶液或重量浓度为聚合硫酸铁12％水溶液作为混凝剂，进行混凝去除聚合反应产生的聚合丙烯腈，所用混凝剂用量为丙稀腈废水重量的0.5％-1％。
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