[发明专利]一种难降解腈类化合物工业污水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有毒有机工业废水处理方法，适用于含腈工业污水的处理方法，属于水处理技术领域。

背景技术

有机腈类属于有毒有机化合物，如乙腈、丙腈、氨基丙腈、氧二丙腈、二甲氨基丙腈、丙烯腈、羟基乙腈等。有机腈类化合物属于致癌和致突变化合物，在实验室常用作溶剂和萃取剂，在医药工业、药物中间体合成、塑料、橡胶、除草剂和杀菌剂上广泛使用。最常见的是乙腈，2012年，全球乙腈的产量和消费量超过8万吨。

目前化工行业腈类的生产过程和以腈类为原料的生产过程会排放大量的工业污水，如乙腈常作为医药工业的原料和作为化工生产的溶剂使用，在生产和使用的过程中会排放废水，这些废水具有水量不大浓度高、毒性大、挥发性强，需要就地进行无害化处理达标。

下面以乙腈废水为例：乙腈废水为有毒有机工业污水，需要进行无害化处理，才能进入下一级工序或达标排放。

乙腈废水的处理方法主要有蒸馏法、萃取法、燃烧法、高压水解法和化学氧化法（催化氧化、臭氧氧化）等物化处理方法和生化方法处理等。物化处理的方法，通常费用较高，同时产生二次污染。如臭氧和光催化氧化被用于有机腈化合物的降解，但是这些方法通常很贵，同时产生有毒的二次污染物。

生物处理的方法，通常使用好氧法对有机腈化合物处理，有机腈化合物具有高毒性,好氧的生物过程通常会被限制；因此不能用于高浓度的乙腈废水的处理，好氧生物处理经过驯化后将乙腈为相应的羧酸和氨,羧酸可进一步氧化为二氧化碳和水，好氧处理的问题是产生高浓度的氨氮和硝酸盐，产生高氮废水，须要进一步处理。好氧法处理需要曝气,由于有机腈化合物的高挥发性，曝气会加速乙腈的吹脱。

ZL200610095052.7公开了一种难降解含腈有机废水的处理方法，废水中含有羟基乙腈、苯胺基乙腈等难降解含腈有机物，废水在酸性条件下采用Fe-C微电解工艺进行处理，再加入硫酸亚铁和石灰进行沉淀处理。上述发明中Fe-C的微电解柱在使用过程中由于Fe的消耗，会发生空心和穿流的现象，即废水未经过Fe-C的填料直接流出，另一部分Fe-C柱会发生固化结块的现象，与反应器连为一体，难以移动。此外，废水经上述工艺处理后，还会产生大量的沉淀，成为危险固体废弃物，需要进一步进行处理。上述发明中处理效果不佳，只有40%左右的去除率。

发明内容

本发明为了克服上述技术的不足，设计出一种用微电流电解法预处理腈类化合物工业污水，再经过膜曝气生物膜反应器组合工艺处理的方法，该方法可先将废水中的高浓度腈类化合物去除，再经过膜曝气生物膜反应器将低浓度乙腈降解到达标排放，同时不产生新的污染物。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种难降解腈类化合物工业污水的处理方法，主要是对所述废水进行电解氧化处理，其特征是，所述含腈工业污水的理化参数为：盐类电解质的质量百分比为0.1～5%，PH范围为2-13，腈类化合物的浓度<50000mg/L；所述处理方法为先进行微电流电解2～24小时，再经过膜生物反应处理到达标排放。

上述第一步发明的原理如下：

在电场作用下，一部分腈类化合物会迁移到电极的表面：

含盐废水中的Cl^-在阳极被转化为Cl₂，并可进一步转化为次氯酸:

次氯酸本身就是一种强氧化剂，可以将水中的腈类化合物氧化，

在腈类化合物的高盐废水微电流氧化电解过程中，一部分腈类化合物会迁移到电极的表面发生氧化反应，另一部份被氯化钠电解产生的次氯酸氧化，上述两种电化学氧化过程是同时发生的。一部份直接氧化为氮气，另一部份先变为铵根离子，再经过铵根离子转化为氮气。

本发明进一步限定的技术方案为：

进一步的，微电流电解的电流密度0.4mA/cm²～10mA/cm²（注：电流密度为电极表面的电流密度，下同。），阴、阳两极电极之间的间距为2～8cm，持续电解时间为2～24h；膜生物反应主要包括膜曝气生物膜反应和好氧膜生物反应，膜曝气生物膜反应条件为：pH=6～9，供氧速率为2～10L/m2h，跨膜压差为5～20KPa，水力停留时间为12～24小时；好氧膜生物反应条件为：pH=6～9，溶解氧浓度0.5～4.0mg/L，跨膜压差为5～30KPa，水力停留时间为6～12小时。