腈綸廢水深度處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬石化行業(yè)生產(chǎn)廢水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種將催化電解技術(shù)、絮凝沉淀技術(shù)與膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合的腈綸廢水深度處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的干法腈綸生產(chǎn)工藝通常采用美國(guó)杜邦公司專利技術(shù)。該法生產(chǎn)的腈綸產(chǎn)品蓬松性好、保暖性強(qiáng)、手感柔軟，具有良好的耐侯性和防霉、防蛀性能，被廣泛應(yīng)用于服裝及裝飾等生產(chǎn)生活領(lǐng)域。腈綸生產(chǎn)廢水來源于生產(chǎn)過程的各個(gè)工段，由于工藝過程中加入二甲基甲酰胺(DMF)、丙烯腈(AN)、EDTA、壬基酚聚氧乙烯醚等20余種原料，在聚合反應(yīng)中又生成不同分子量的聚丙烯腈，因此干法腈綸廢水成分復(fù)雜、污染物含量多、處理難度大，是世界公認(rèn)的極難生物降解的有機(jī)化工廢水之一。
[0003]目前，針對(duì)腈綸廢水處理的研究普遍思路是首先通過提高廢水的可生化性和去除對(duì)生物起抑制作用的成分，再后續(xù)通過生化處理降低出水的COD及氨氮。在腈綸生產(chǎn)企業(yè)中，處理腈綸廢水普遍采用化學(xué)法(化學(xué)混凝、化學(xué)氧化、內(nèi)電解法)、生物法(SBR法、生物接觸氧化法、生物流化床、生物濾塔)、物理化學(xué)法(微孔過濾、吸附)等或者利用其中某種或多種方法的組合工藝。中國(guó)發(fā)明專利CN104529092A公開了一種腈綸廢水處理系統(tǒng)，廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)，進(jìn)入強(qiáng)化氣浮池去除浮渣，然后廢水進(jìn)入臭氧氧化沉淀池，污染物被氧化分解，再進(jìn)入折流式缺氧厭氧反應(yīng)池、好氧接觸氧化池進(jìn)行缺氧、厭氧和好氧反應(yīng)，經(jīng)沉淀和過濾后排放。中國(guó)發(fā)明專利CN103043846A公開了一種處理腈綸廢水的方法，首先對(duì)腈綸廢水進(jìn)行超聲波水解處理，將廢水中的低聚物及難于生物降解的長(zhǎng)鏈大分子分解并降解，提高其可生化性，然后進(jìn)入一體化生物反應(yīng)池，進(jìn)行脫氮、除碳生物反應(yīng)，去除大部分COD和氨氮，最后一體化生物反應(yīng)池出水通過Fenton工藝氧化去除殘余的難降解有機(jī)物，以保證出水水質(zhì)。
[0004]由于腈綸廢水中的多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)微生物毒害作用極強(qiáng)，采用常規(guī)的“物化+生化”的方法處理干法腈綸廢水很難使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足高效、節(jié)能、低成本及環(huán)保等需求。這嚴(yán)重惡化了所在地區(qū)的水體環(huán)境，同時(shí)腈綸行業(yè)的發(fā)展也受到了制約。因此，在常規(guī)處理工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增設(shè)深度處理單元是干法腈綸廢水達(dá)標(biāo)排放乃至實(shí)現(xiàn)中水回用的有效途徑。
[0005]目前對(duì)腈綸廢水的深度處理方法主要有Fenton試劑氧化法、臭氧氧化法等方法。Fenton試劑氧化法對(duì)有機(jī)物有很好的降解效果，不僅能提高廢水的可生化性能，還可以將有機(jī)物完全礦化為0)2和H 20，但由于發(fā)生反應(yīng)的硫酸亞鐵和H2O2投加量較大，達(dá)到處理效果后所需的廢水處理費(fèi)用較高；采用臭氧氧化法對(duì)腈綸廢水進(jìn)行處理，單獨(dú)用臭氧處理時(shí)分子態(tài)的臭氧不能將大量的難降解有機(jī)污染物去除并且作用速度緩慢，一般采用臭氧加催化劑如二氧化錳或臭氧與活性炭吸附聯(lián)合的方法處理腈綸廢水，上述方法費(fèi)用較高、操作控制較為繁瑣，不適合作為腈綸廢水深度處理措施。所以，對(duì)腈綸廢水深度處理方法及其裝置的開發(fā)亟待解決，以滿足環(huán)境保護(hù)及腈綸行業(yè)發(fā)展的迫切要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的腈綸廢水處理方法中存在的廢水排放量大、處理成本高、處理效率低和水資源浪費(fèi)等問題，提供一種將催化電解技術(shù)、絮凝沉淀技術(shù)與膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合，成本較低，效率較高，將經(jīng)傳統(tǒng)處理技術(shù)處理后的腈綸廢水進(jìn)一步深度處理后實(shí)現(xiàn)再生利用的腈綸廢水深度處理方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。
[0008]一種腈綸廢水深度處理方法，依次包括如下步驟。
[0009](I)將腈綸廢水在混合槽與電解質(zhì)均勻混合后，再送至催化電解器進(jìn)行電解處理。
[0010](2)將步驟(I)所得液體送入澄清池進(jìn)行絮凝沉淀，然后經(jīng)保安過濾器去除水中雜質(zhì)。
[0011](3)將步驟(2)所得液體送入膜分離組件得到凈化水；濃縮液部分回流進(jìn)入催化電解器。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述催化電解器陽極材料為納米催化惰性電極；基板為鈦板或塑料板；表層涂覆晶粒為10?45nm的貴金屬氧化物催化涂層；所述催化電解器陽極為平板狀、圓弧狀、圓筒狀或網(wǎng)狀；所述陰極材料為石墨、鈦、鐵、鋁、鋅、銅、鉛、鎳、鉬、鉻或金屬合金；所述陰極為平板狀、圓弧狀、圓筒狀或網(wǎng)狀。
[0013]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述催化電解器相鄰兩極板的工作電壓為5?20V ;電流密度為20?400mA/cm2;廢水在催化電解器中的停留時(shí)間為15?60min。
[0014]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述電解質(zhì)為氯化鈉或硫酸鈉；廢水中的電解質(zhì)質(zhì)量濃度保持在 0.3% ?3.0%。
[0015]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述澄清池中絮凝劑為明礬、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、聚合硫酸鋁、聚硅酸鋁鐵、聚硅硫酸鋁、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉或聚乙烯亞胺中一種或兩種以上的混合物；絮凝劑投加量為5?80ppm。
[0016]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述保安過濾器的濾芯材料為PP棉、石英砂、顆?；钚蕴俊Y(jié)活性炭中的一種或兩種以上的混合物；所述濾芯采用燒結(jié)濾管、熔噴式纖維濾芯或蜂房濾芯。
[0017]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述膜分離組件采用平板膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜；所述膜分離組件材料采用對(duì)氯化鈉截留率95%以上的反滲透膜。
[0018]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述膜分離組件采用平板膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜；所述膜分離組件材料采用對(duì)硫酸鈉截留率95%以上的納濾膜。
[0019]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述膜分離組件工作溫度為常溫至50°C ;工作壓力為0.5?1MPa。
[0020]本發(fā)明處理系統(tǒng)包括如下部分。
[0021]a、催化電解系統(tǒng):催化電解系統(tǒng)用于對(duì)經(jīng)傳統(tǒng)生化處理技術(shù)處理后的腈綸廢水進(jìn)行電解，催化電解系統(tǒng)設(shè)有截止閥、電解質(zhì)投藥箱、混合槽、供水栗、催化電解器；截止閥進(jìn)口連接腈綸廢水二沉池排水口，截止閥出口連接混合槽用于補(bǔ)充投加電解質(zhì)；供水栗進(jìn)口連接混合槽出水口，供水栗出口連接催化電解器進(jìn)口，催化電解器出水進(jìn)入絮凝沉淀系統(tǒng)。
[0022]b、絮凝沉淀系統(tǒng):絮凝沉淀系統(tǒng)用于去除催化電解器出水中的浮游生物、細(xì)菌、細(xì)小懸浮物、膠體等雜質(zhì)，絮凝沉淀系統(tǒng)利用接觸凝聚原理，采用一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)有絮凝劑投藥箱和澄清池，澄清池出水直接進(jìn)入膜分離系統(tǒng)。
[0023]C、膜分離系統(tǒng):膜分離系統(tǒng)用于去除絮凝沉淀系統(tǒng)澄清池出水中殘余的細(xì)菌、膠體以及溶解性電解質(zhì)等雜質(zhì)得到凈化污水，濃縮液回流進(jìn)入催化電解系統(tǒng)，其中的電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。膜分離系統(tǒng)設(shè)有截止閥、供水栗、保安過濾器、增壓栗、膜分離組件，并依次連接。為防止膜污染影響處理效率，膜分離系統(tǒng)還包括膜清洗再生系統(tǒng)，設(shè)有反沖洗栗、截止閥、時(shí)間控制器等。
[0024]本發(fā)明采用催化電解器能夠取得如下效果:(1)用催化電解產(chǎn)生的氯(或氧)自由基殺滅廢水中的微生物，減少微生物對(duì)膜分離系統(tǒng)膜材料的污染；(2)氧化分解廢水中的各類有機(jī)物，殘留的色度物質(zhì)快速分解，并降低色度和C0D(^(3)使廢水中的懸浮物、膠體、帶電微粒在電場(chǎng)作用下凝聚形成較大顆粒。
[0025]本發(fā)明采用膜分離系統(tǒng)能夠取得如下效果:(I)截留絮凝沉淀系統(tǒng)澄清池出水中殘余的細(xì)菌、膠體以及溶解性電解質(zhì)等雜質(zhì)；(2)實(shí)現(xiàn)膜分離系統(tǒng)凈化水重復(fù)循環(huán)使用，滿足腈綸生產(chǎn)過程的用水水質(zhì)要求；(3)回收利用廢水中的氯化鈉、硫酸鈉等電解質(zhì)，減少催化電解系統(tǒng)電解質(zhì)投加量，降低處理成本。
[0026]本發(fā)明與常規(guī)的Fenton試劑氧化法、臭氧氧化法等高級(jí)氧化方法及單純的膜分離方法相比較，既克服了成本高、難控制的缺陷，又解決了處理效果不理想、排放廢水污染水體等問題，并且可以變廢物為資源，將腈綸廢水經(jīng)過深度處理后實(shí)現(xiàn)重復(fù)循環(huán)使用。本發(fā)明具有以下突出特點(diǎn)。
[0027](I)水的回收率可達(dá)到70%?100%，運(yùn)行費(fèi)用低于傳統(tǒng)生化末端單獨(dú)加高級(jí)氧化或膜分離技術(shù)的成本。
[0028](2)能夠迅速氧化分解廢水中的色度物質(zhì)和有毒有害污染物，脫色脫毒效果好，大幅降低污染物排放總量，有利于保護(hù)水體環(huán)境。
[0029]( 3 )能夠通過催化電解殺滅廢水中的微生物，解決膜的生物污染問題，提高膜的使用效率，延長(zhǎng)膜的使用壽命，降低膜的更換成本。
[0030](4)工藝流程短、裝置占地少，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，尤其適用于對(duì)現(xiàn)有裝置進(jìn)行升級(jí)改造。
【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅局限于下列內(nèi)容的表述。
[0032]圖1為本發(fā)明腈綸廢水深度處理方法及其裝置的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]如圖1所示，經(jīng)傳統(tǒng)生化處理技術(shù)處理后的腈綸廢水首先在混合槽與電解質(zhì)均勻混合后，通過供水栗打入催化電解器，電解后出水進(jìn)入澄清池進(jìn)行絮凝沉淀，然后經(jīng)保安過濾器去除水中的細(xì)小懸浮物、微生物等雜質(zhì)以保護(hù)膜組件，最后通過增壓栗增壓后進(jìn)入膜分離組件去除殘余的細(xì)菌、膠體以及溶解性電解質(zhì)等雜質(zhì)得到凈化水，濃縮液部分回流進(jìn)入催化電解器，其中的電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。
[0034]實(shí)施例1。
[0035]腈綸廢水深度處理裝置進(jìn)水為經(jīng)傳統(tǒng)生化處理技術(shù)處理后的腈綸廢水，其水質(zhì)指標(biāo)如下:CODcr 71.9 mg/L、NH3-N 22.5 mg/L、BOD5 6.3 mg/L、pH 6.98、CN 0.17 mg/L、丙烯腈(AN) 0.30 mg/L、DMF 5.0 mg/L。
[0036]如圖1所示，首先在混合槽將裝置進(jìn)水與氯化鈉電解質(zhì)均勻混合，使廢水中的氯化鈉質(zhì)量濃度保持在0.6%，并通過供水栗將其打入催化電解器，催化電解器陽極材料為納米催化惰性電極，基板為鈦板，表層涂覆晶粒為20nm的貴金屬氧化物涂層，陰極材料為鋁板，陽極和陰極均為平板狀電極，相鄰兩極板的工作電壓為9V，電流密度為120mA/cm2，廢水在催化電解器中的停留時(shí)間為30 min。電解后出水進(jìn)入澄清