[发明专利]腈纶生产中废水处理和资源回收的方法

说明书

技术领域

本发明涉及腈纶生产装置废水污染物资源回收、过程削减和深度去除的方法，具体地涉及一种腈纶生产中废水处理和资源回收的方法。

背景技术

腈纶是重要的合成纤维材料，是纺织行业的基础原料。我国是世界腈纶生产大国，拥有多家大型腈纶生产企业。腈纶生产废水是典型的难生物降解有毒有机工业废水，废水中含有丙烯腈、DMAC、DMF等多种有毒有机物，同时含有高浓度的难生物降解有机物，传统处理工艺难于达标，因此一直是工业废水处理领域的难点。我国《污水综合排放标准》(GB8978-1996)专门对包括丙烯腈-腈纶装置在内的特殊石化装置修改了COD标准值。我国新颁布的《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)中，对丙烯腈-腈纶装置在内的特殊石化装置的COD排放限值也高于其他化工生产装置40mg/L。

腈纶废水中的难生物降解有机物，除生产过程中投加的难生物降解有机助剂外还包括聚合过程中产生并进入废水的高分子量聚合物(10kDa以上)和低分子量聚合物(10kDa以下)。高分子量聚合物是腈纶生产过程中流失到废水中的产品，具有回收价值。低分子量聚合物采用传统工艺难于去除。现有技术多为强化难生物降解污染物去除的末端处理单元技术，而缺少通过生产工艺优化和废水处理流程中各单元功能强化削减污染物的全过程削减技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在腈纶生产过程中从废水中回收资源、降低污染物浓度，并综合利用各废水处理单元的污染物去除能力逐级削减污染物的全过程削减方法。一种传统的腈纶生产工艺流程见图1。本申请的方法是对传统腈纶生产工艺的一种改进，其减少了废水中的污染物排放，同时再回收废水中的可利用资源。

根据一个方面，本申请提供了一种腈纶生产中废水处理和资源回收的方法，包括以下步骤：

(A)对腈纶水洗过滤单元废水中含有的高分子量聚合物(分子量10kDa以上)进行沉淀过滤截留回收，回收的聚合物返回腈纶生产过程，部分过滤后废水任选地作为低盐水再利用于水洗过滤单元；

(B)将步骤(A)处理后的废水采用混凝气浮去除废水中未被截留的高分子量聚合物；

(C)将步骤(B)处理后的出水进入生物处理单元处理，并投加多价金属离子吸附促进剂，提高难生物降解有机物在生物处理单元的去除效果；和

(D)深度处理去除步骤(C)生物处理出水中残余的难生物降解有机物(例如低分子量聚合物)，所述深度处理是指通过氧化、混凝、沉淀或气浮的组合的处理步骤。

根据本申请的一些实施方式，步骤(A)中，对腈纶水洗过滤单元废水中含有的高分子量聚合物进行沉淀过滤截留回收，所用过滤器为以膜材料为核心的表面过滤器或以纤维丝束、纤维棉为过滤介质的深层过滤器。过滤后废水进行后续处理，过滤截留高分子量聚合物通过定期反冲洗而分散在反冲洗水中。废水过滤前先进行沉淀处理，沉淀器水力停留时间为2～5h。纤维丝束、纤维绵过滤的滤速为10～30m³/(m².h)，滤层高度为1～2m，反冲洗周期为1～3d，沉淀器及过滤器均采用耐酸防腐材料，高分子聚合物回收率40％～70％。

根据本申请的一些实施方式，本发明所述过滤器的反冲洗可采用气洗和水洗相结合的方式，以提高反冲洗水中的高分子量聚合物浓度。

根据本申请的一些实施方式，本发明所述分散有高分子量聚合物的反冲洗水，返回沉淀器进行沉淀处理，沉淀器底部浓缩的聚合物淤浆定期返回腈纶生产工艺，并最终进入腈纶产品，实现回收聚合物的资源化。

根据本申请的一些实施方式，本发明所述采用混凝气浮进一步去除废水中未被过滤截留的高分子量聚合物，其特征在于混凝前调节废水pH为6～9，混凝过程中向废水中先后加入混凝剂和助凝剂，经反应后进入气浮单元。混凝剂为聚合氯化铝或聚合氯化铝铁，投加量为50～200mg/L，助凝剂为聚丙烯酰胺，投加量为2～10mg/L，溶气水回流比为30％～60％，COD去除率10％～20％。

根据本申请的一些实施方式，本发明所述混凝气浮中的气浮单元可以为平流气浮池，也可为高效浅层气浮池。高聚物被截留形成浮渣，出水进行后续处理。