一种丙烯腈生产过程中含腈废水铁炭微电解预处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种丙烯腈生产过程中含腈废水的铁炭微电解预处理方法，属于水处理应用领域。
【背景技术】
[0002]目前，国内生产丙烯腈经典工艺是丙烯氨氧化法(又称soh1法)，即以丙烯、氨气和空气为主要原料，在一定反应条件和催化剂的作用下，生成丙烯腈，副产物主要为乙腈和氢氰酸。
[0003]从丙烯腈生产单元回收塔底抽出的釜液进入四效蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发残液送焚烧炉焚烧，馏出物经冷凝后进入轻有机物汽提塔。本发明所涉及的含腈废水来自于丙烯腈装置的轻有机物汽提塔，主要污染物成分有氰化物、丙烯腈、乙腈、丙烯醛、丙烯酸、氰醇和硫胺等。由于此类含腈废水含有大量氰化物，对普通微生物具有抑制性，生化效果差。氨氮和总氮含量较高，难以达到同步除炭脱氮，且含有大量低聚物，加大了处理难度。考虑到氰化物毒性及低聚物的难降解性，含腈废水直接进生化系统处理比较难，故先通过铁炭微电解预处理技术，破坏氰化物的氰基键(C = N)键，将其毒性降低，提高废水的可生化性，使其达到生化处理进水要求。
[0004]铁炭微电解是将铁屑和活性炭颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和炭之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。这些微原电池是以电位低的铁为阳极，电位高的炭做阴极，在含有酸性电解质水溶液中发生电化学反应形成的。发生的电化学反应如下:
[0005]阳极(Fe):Fe_2e — Fe2+
[0006]阴极(C):2H.+2e — 2[H] — H2
[0007]反应中，生成了初生态Fe2+和原子H。初生态的原子H具有较大的化学活性，能与废水中许多组分发生氧化还原反应，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等。同时，金属铁的化学性质活泼，易失去电子，能将氧化性较强的离子或化合物及某些有机物还原，破坏物质化学结构，降低有机物毒性并提高其可降解性。
[0008]若有曝气，还会发生下面的反应:
[0009]02+4H.+4e — 2H20
[0010]02+2H20+4e — 4 OH
[0011 ] 2Fe2++02+4H.— 2H20+Fe3+
[0012]反应中生成的OH —是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe (OH) 3胶体絮凝剂，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对废水的净化效果。
【发明内容】
[0013]本发明的目的是提供一种丙烯腈生产过程中含腈废水的微电解铁炭预处理方法。利用铁炭微电解形成的微原电池电解作用、铁屑还原作用及炭吸附作用使大分子有机物断链开环、使氧化性较强的离子或化合物及某些有机物还原，破坏物质化学结构，降低有机物毒性并提高其可降解性。
[0014]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0015]1、一种丙烯腈生产过程中含腈废水铁炭微电解预处理方法，其特征在于，Fe/C最佳质量比为2/3 ;铁屑最佳投加量为300g/L ;最佳停留时间为90min ;最佳pH为4 ;
[0016]2、根据权利要求1所述的一种丙烯腈生产过程中含腈废水铁炭微电解预处理方法，其特征在于，所用铸铁屑(60?80目，约0.3mm)，用10%氢氧化钠溶液浸泡20min，充分搅拌，去除表面油污及杂质，然后用水反复冲洗至中性；再用10%的稀硫酸浸泡20min左右，以去除表面铁锈，进行活化，再用水反复冲洗至中性。所用活性炭采用16目筛对其粒度进行筛选。
[0017]有益效果
[0018]本发明的有益效果为:
[0019]1、本发明为丙烯腈生产过程中含腈废水预处理提供一种新技术、新方法；
[0020]2、本发明能够改善废水进入生化系统后，减少含腈废水中丙烯腈、氰化物对生化系统中微生物毒性，提高废水可生化性，提高生化处理效率；
【附图说明】
[0021]图1为一种丙烯腈生产过程中含腈废水铁炭微电解预处理方法装置图。
【具体实施方式】
[0022]本发明的目的是提供一种丙烯腈生产过程中含腈废水铁炭微电解预处理方法，图1为一种丙烯腈生产过程中含腈废水铁炭微电解预处理方法装置图，下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明:
[0023]参见图1，图1为本实例一种丙烯腈生产过程中含腈废水铁炭微电解预处理方法装置图，包括2L塑料烧杯、空压机、石英曝气头、活性炭颗粒和铸铁颗粒。
[0024]本实施例一种丙烯腈生产过程中含腈废水铁炭微电解预处理方法实施过程如下所述:
[0025](I)铸铁屑(60?80目，约0.3mm)，用10%氢氧化钠溶液浸泡20min，充分搅拌，去除表面油污及杂质，然后用水反复冲洗至中性；再用10%的稀硫酸浸泡20min左右，以去除表面铁锈，进行活化，再用水反复冲洗至中性，以待备用
[0026](2)活性炭:16目筛对其粒度进行筛选。
[0027](3)将处理过的铁屑和活性炭颗粒按一定比例混合，置于2L塑料烧杯中，加入100ml丙烯腈废水，在室温(25°C左右)及曝气量(3L/min)条件下进行铁炭微电解反应，反应条件为:铁屑200g，活性炭300g，反应时间90min，反应pH值4。出水投加氢氧化纳调节pH值至9，滴加PAM进行絮凝沉淀去除Fe3+、Fe2+离子及色度，PAM添加量为lmg/L (出渣率不到10%)，测定上清液的水质指标COD、TN，上清液经离心分离后再取上清液进行气相色谱实验，测定丙烯腈和乙腈浓度。
[0028]( 4 )结果表明，经过铁炭微电解后的含腈废水，其水质清澈，悬浮物胶体含量少。且当含腈废水中COD浓度在3800?4100mg/L、TN浓度在152?241mg/L、丙烯腈浓度在10?110mg/L、乙腈浓度在20?90mg/L时，去除率分别在40%、27%、95%、94%以上，可以看出铁炭微电解对丙烯腈和乙腈的去除效果良好，能有效降低废水毒性。
[0029]以上结合附图对本发明的【具体实施方式】作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种丙烯腈生产过程中含腈废水铁炭微电解预处理方法，其特征在于，Fe/C最佳质量比为2/3 ;铁屑最佳投加量为300g/L ;最佳停留时间为90min ;最佳pH为4。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯腈生产过程中含腈废水铁炭微电解预处理方法，其特征在于，所用铸铁屑(60?80目，约0.3mm)，用10%氢氧化钠溶液浸泡20min，充分搅拌，去除表面油污及杂质，然后用水反复冲洗至中性；再用10%的稀硫酸浸泡20min左右，以去除表面铁锈，进行活化，再用水反复冲洗至中性。所用活性炭采用16目筛对其粒度进行筛选。
【专利摘要】本发明涉及一种丙烯腈生产过程中含腈废水的铁炭预处理方法，属于水处理应用领域。该方法以丙烯腈生产过程中产生的含腈废水为处理对象，主要采用廉价的铁粉和炭粉为原料，利用Fe/C之间形成的微原电池的电解作用、炭的吸附作用以及铁的还原作用，将含腈废水中氧化性较强的离子或化合物及某些有机物还原，破坏物质化学结构，使大分子有机物发生断链、开环等，降低有机物毒性并提高其可降解性，为后续生化处理提供良好基础，是生化方法强有力的补充。
【IPC分类】C02F1-461, C02F103-36
【公开号】CN104671359
【申请号】CN201310631133
【发明人】不公告发明人
【申请人】天津市塘沽鑫宇环保科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月29日