丙烯腈生產(chǎn)廢水處理技術(shù)

　　丙烯腈不但是合成橡膠、纖維和塑料的重要原料，也是重要的一種醫(yī)藥、農(nóng)藥中間體，美國(guó)、日本、西歐等國(guó)家和地區(qū)是生產(chǎn)丙烯腈的主要產(chǎn)地。丙烯腈生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒的乙腈、氫氰酸、硫銨等劇毒的化合物，這類化合物處理困難，對(duì)環(huán)境危害巨大。但是丙烯腈在國(guó)內(nèi)的需求量很大，因此，對(duì)丙烯腈廢水的處理技術(shù)的研發(fā)具有十分重要的意義。

　　1、丙烯腈生產(chǎn)工藝

　　在國(guó)內(nèi)，丙烯腈生產(chǎn)工工藝主要是利用丙烯氨氧化法，這種方法的工藝是比較簡(jiǎn)單的，并且產(chǎn)品的成本較低。在生產(chǎn)中，不僅會(huì)產(chǎn)生丙烯腈，還會(huì)出現(xiàn)很多副產(chǎn)物以及大量廢水，副產(chǎn)物主要包括丙烯酸、乙腈、氫氰酸、少量羰基化合物以及丙烯醛等。

　　2、丙烯腈廢水主要來(lái)源和成分

　　丙烯腈廢水中主要的污染物就是丙烯腈，含有丙烯腈類的廢水主要來(lái)源于丙烯腈生產(chǎn)工藝，其次還包括腈綸生產(chǎn)工藝和ABS塑料生產(chǎn)廢水。

　　2.1 丙烯腈生產(chǎn)

　　在丙烯腈生產(chǎn)工藝中，以丙烯氨氧化法生產(chǎn)工藝為例，丙烯腈廢水主要來(lái)自于2段急冷塔和脫腈組分塔的廢水。反應(yīng)體系在經(jīng)過(guò)第一段急冷塔后，可以用水將其中的催化劑和反應(yīng)產(chǎn)生的聚合物洗掉，水洗液中主要含有丙烯腈、氫氰酸和乙腈等含有氰基的化合物。反應(yīng)氣經(jīng)過(guò)二段急冷塔后，水洗液中主要含有氨類物質(zhì)，這些廢水也很難處理。

　　2.2 腈綸生產(chǎn)

　　丙烯腈是一種應(yīng)用廣泛的化工原料，丙烯腈為原料生產(chǎn)腈綸工藝中也會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，這部分廢水中主要的污染物是丙烯腈、丁二腈、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、氰化物等。腈綸生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的廢水中有機(jī)物種類繁多，并且有劇毒，水質(zhì)較差，難易降解處理，其中的有毒化合物很難采用微生物降解的方式進(jìn)行處理。腈綸生產(chǎn)工藝中的含有丙烯腈的廢水是目前最難處理的工藝廢水之一。

　　2.3 ABS塑料生產(chǎn)

　　丙烯腈是合成ABS塑料的原料，在ABS塑料生產(chǎn)過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生大量含有氰基的有機(jī)化合物，該類廢水中已經(jīng)檢測(cè)到約37多種有機(jī)物，該類有機(jī)物主要是以丙烯腈二聚體和丙烯腈衍生物等，目前對(duì)于該類廢水的處理主要采用活性污泥法來(lái)處理ABS樹(shù)脂廠排出的混合廢水。

　　3、丙烯腈生產(chǎn)廢水處理的技術(shù)方法

　　3.1 焚燒法

　　焚燒法就是在高溫環(huán)境下氧化分解高濃度的有機(jī)物廢水，并將產(chǎn)生的水、氮?dú)?、二氧化碳等無(wú)害物質(zhì)排放到大氣中。COD去除率能夠達(dá)到99.99%，實(shí)現(xiàn)零排放污染物，使環(huán)境得到有效的保護(hù)。當(dāng)前工業(yè)中主要通過(guò)高溫焚燒處理的技術(shù)方法，但是由于丙烯腈廢水中涉及硫銨、乙腈等，焚燒之后，煙氣遇冷之后會(huì)出現(xiàn)鍋爐腐蝕、堵塞、結(jié)垢等問(wèn)題，所以在焚燒爐之后，還需要設(shè)置脫硫脫硝以及布袋除塵器等裝置，但是成本投資比較大。而且焚燒過(guò)程中會(huì)消耗大量的燃料油，所以成本相對(duì)比較高。使用流化床焚燒爐技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)物的低溫燃燒，能夠降低氮氧化物的產(chǎn)量。所以使用流化床燃燒技術(shù)對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行處理，能夠提高萬(wàn)少的效率，減少氮氧化合物的形成，防止裝置受到損壞。

　　3.2 濕式催化氧化法

　　這種方法是將催化劑加入到傳統(tǒng)濕式氧化體系中，通過(guò)催化劑的作用，使廢水中有機(jī)物與氧化劑見(jiàn)的呼吸反應(yīng)得以加快，讓廢水中的有機(jī)物以及含有氮、硫等毒物氧化為二氧化碳、二氧化硫、水以及氮?dú)獾龋⑶疫€能夠殺菌消毒、脫臭、脫色等，對(duì)廢水進(jìn)行有效的凈化。在對(duì)丙烯腈廢水處理中，前人進(jìn)行了大量的研究，并獲得了一定的進(jìn)展。楊琦等人總結(jié)大量國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)，最終得出濕式催化氧化法能夠很好的處理有機(jī)廢水，主要處理含氮、含氰廢水。其中主要使用金屬系的非均相活性劑。濕式催化氧化法使用中，催化劑的選擇是極為重要的。催化氧化法主要是為了選擇性能好、具有廣譜催化作用環(huán)境友好的催化劑，即使在低溫低壓下也能夠獲得好的催化效果，減少催化劑的損失以及中毒情況，在工業(yè)廢水處理中有效的發(fā)揮作用。

　　3.3 生物膜法

　　膜生物反應(yīng)器將污水生物膜處理與膜過(guò)濾技術(shù)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，能夠?qū)舛容^高的有毒有害物質(zhì)進(jìn)行承受，使廢水中的有機(jī)污染物以及懸浮物等得到有效的去除。并且這種方法占用的面積小，操作管理上比較便利，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的控制管理，所以在工業(yè)廢水中有著很廣泛地應(yīng)用。Chang等通過(guò)這種方法在好氧條件下對(duì)丙烯腈廢水進(jìn)行處理，停留12到18小時(shí)，達(dá)到90%以上的COD、TOC等去除率。在去除過(guò)程中，曝氣氣提效應(yīng)與生物降解一起作用使膜生物反應(yīng)器獲得了好的處理效果，氣提能夠有效的為去除有機(jī)物做出貢獻(xiàn)。所以在設(shè)計(jì)反應(yīng)器時(shí)需要將氣提效應(yīng)加入其中。

　　3.4 電芬頓法

　　這種方法是通過(guò)電化學(xué)法產(chǎn)生Fe2+以及H2O2作為芬頓試劑的來(lái)源，二者相互作用進(jìn)而出現(xiàn)活性較高的羥基自由基，很好的降解有機(jī)物。褚衍洋等對(duì)電芬頓法處理丙烯腈生產(chǎn)廢水的情況進(jìn)行研究，并對(duì)比傳統(tǒng)芬頓法與電化學(xué)氧化法。結(jié)果顯示，相比于傳統(tǒng)芬頓法以及電化學(xué)氧化法，電芬頓法能夠使COD、TOC、電流效率、色度去除率等得到提高，減少相關(guān)試劑的使用量以及運(yùn)行中的能源消耗。在電芬頓法的多種降解機(jī)制作用下，難降解物質(zhì)、毒性物質(zhì)等能夠被有效的去除，使廢水的可生化性得到提高，因此是一種比較高效的處理方法。

　　3.5 其他處理方法

　　在對(duì)丙烯腈生產(chǎn)廢水的處理中還有很多新的研究技術(shù)，比如利用鐵炭微電解技術(shù)對(duì)丙烯腈生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)處理的廢水再通過(guò)其他工藝進(jìn)行處理，COD的去除率能夠達(dá)到46%，-CN能夠完全被去除。使用臭氧技術(shù)對(duì)含氰廢水、使用空纖維膜技術(shù)降低丙烯腈生產(chǎn)廢水中的氰化物，通過(guò)化學(xué)吸收、真空冷凝法等回收廢水中脫除的氰化物，不會(huì)造成二次污染，脫除有機(jī)物廢水能夠再次用到生產(chǎn)中。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　基于丙烯腈生產(chǎn)廢水對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染，采取有效措施對(duì)其進(jìn)行有效處理已經(jīng)成為生產(chǎn)加工企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。在丙烯腈生產(chǎn)廢水處理中，可以通過(guò)化學(xué)法、生物法以及物理法等工藝進(jìn)行處理，但是由于對(duì)于工業(yè)廢水中污染物組成、降解機(jī)理等研究不足，因此在選擇處理工藝中存在盲目性，所以需要從實(shí)際情況出發(fā)，依據(jù)節(jié)能、環(huán)境友好等需要對(duì)丙烯腈廢水進(jìn)行有效處理。(來(lái)源：中國(guó)石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院)