[发明专利]一种太阳能光‑热‑电耦合处理丙烯腈污水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气田开采及化工产品制造中产生的污水处理技术领域，特别涉及了一种利用太阳能光-热-电耦合氧化处理丙烯腈工业废水的方法。

背景技术

丙烯腈(acrylonitrile，AN)主要用于腈纶、丁腈橡胶、己二腈、丙烯酰胺、ABS树脂等生产，是三大合成材料(合成纤维、塑料、合成橡胶)的基本原料，在有机合成工业用途广泛。近几年，随着下游合成材料需求不断增长，我国丙烯腈产能和产量得到快速提升。在丙烯腈的生产过程中，有大量含有丙烯腈、氢氰酸、乙腈等有毒物质的工业废水产生，如不经处理直接排放，会对人体及动植物造成较大伤害。由于丙烯腈废水的高危害性和难降解性，寻求合适的处理方法成为当今国内外公认的难题之一。

针对丙烯腈工业污水处理，目前工业化应用最广泛的是焚烧法、加压水解和湿式催化氧化法等。焚烧法存在消耗大量辅助燃料油和二次污染的问题；加压水解法国内采用较多，但因其聚合物去除效率低、存在酸碱污染和氨氮问题，在国外已基本被淘汰；湿式催化氧化法由于催化剂昂贵的价格也限制了其使用，且其反应条件对设备材质要求较高，投资大，导致工业推广的效果也不甚理想。此外还有生化法和活性炭吸附法，生化法仅适宜于处理低浓度的丙烯腈废水，一般需进行预处理以提高废水的可生物降解性，较焚烧法有更大的复杂性和局限性；活性炭吸附法需与其他方法联合使用，且活性炭的再生增加了工序的复杂性。

鉴于上述方法普遍存在的缺点和局限性，一些新兴的处理方法应运而生，如超临界水氧化法、电化学氧化法、膜分离法等。超临界水氧化法要求高温高压的反应条件，对设备材质要求严格，一般投资较大。电化学氧化对废水中有机物、氨氮和色度均有良好的处理效果，既可作为深度处理的方法，亦可作为一种预处理方法，但较高的能耗限制了该法在工程中的广泛应用。对于膜分离法而言，廉价、性能完备的膜制备和膜污损问题影响着该法的广泛应用，而且，从废水中分离出来，并未实现对其彻底降解，仍需后续处理使其达到真正的无害化。

例如，公开号为CN103663875A的中国专利申请，其公开了一种提高丙烯腈废水脱氮率的方法，主要解决现有技术中处理丙烯腈废水存在去除效率较低、出水COD或TN不达标的问题。该发明通过采用一种提高丙烯腈废水脱氮率的方法，(1)丙烯腈废水首先进入短程硝化反硝化池；(2)所述短程硝化反硝化池的流出物进入缺氧池；(3)所述缺氧池的流出物进入一级沉淀池，上部流出物进入好氧池，底部污泥至少一部分作为污泥排放；(3)所述好氧池的流出物进入二级沉淀池，上清液进入高级氧化池，底部污泥排放；(4)所述高级氧化池的流出物进入曝气生物滤池，(5)所述曝气生物滤池的出水达标排放，产生的污泥排放的技术方案可用于丙烯腈废水的工业化处理中。

公开号为CN103159374A的中国专利申请，其公开了一种对含丙烯腈类物质的有机废水的处理工艺，其包含下列步骤：(1)物化处理；(2)缺氧/好氧(A/O)生化处理；(3)深度氧化处理，即得处理出水。该处理工艺可有效处理聚丙烯腈生产过程中产生的含丙烯腈类物质的高浓度、难降解的有机废水，处理出水能够达标排放或者直接回用于生产过程。

公开号为CN102531132A的中国专利申请，其公开了一种去除废水中丙烯腈的COD降解剂制备及其应用，降解剂的制备方法是：(1)向粉碎的120～200目火山灰中掺入一定量的氧化镍，混匀后加入适量水调节成糊状；(2)再加入一定比例的聚环氧琥玻酸钠和偶氮异丙酸二甲酰胺，在300℃～400℃高温下，煅烧120～300分钟，得到多孔蜂窝状固体；(3)把上述蜂窝状固体物质在50～100mg/L的延胡索酸中浸泡5～10小时，然后在氮气的保护下烘干、粉碎即可得到所需的COD降解剂。使用时，把本发明降解剂用无缝纺布包裹后，置于空心柱状容器中，调节丙烯腈废水pH为4.0～6.0，使废水由下而上通过该容器，并附有超声波震荡。本发明降解剂具有高选择性地去除废水中的丙烯腈，处理效果不受水中其他污染物的影响。经验证采用本发明的降解剂处理废水后，废水中的丙烯腈能稳定达到废水排放标准。

综上所述，虽然丙烯腈废水治理的方法种类繁多，但大多数方法都难以顾全环境效应和经济效益，或存在这样、那样的缺点而在工业化推广中困难重重。