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    微电解-复合氧化处理技术在化工生产废水处理中

    更新日期:2022-03-21 13:42
    铭盛环境——工业污水,工业废水处理专家,提供污水处理解决方案
     
      丙烯腈生产过程中的污水来源包括由急冷塔下部排出的污水和从萃取塔下部排出的污水,上述2股污水中的污染物主要包括氨氮、氰化物、丙烯醛、丙烯腈、丙烯酸、乙酸、乙腈等,污染负荷高,生物毒性大。目前各生产企业多采用燃烧方式对高浓度丙烯腈
    工业废水处理,局部企业将丙烯腈污水掺混其他污水后送污水处置厂集中处置,但由于其中含有的丙烯腈、氰化物等毒性物质,极易形成对污水处置厂的冲击。本研讨采用超声微电解和二级复合氧化技术,完成了丙烯腈污水的深度处置,出水满足外排水质规范请求。
     
      1、实验
     
      1.1 实验对象
     
      采用某炼化企业丙烯腈生产安装萃取塔排出的丙烯腈污水,该企业丙烯腈生产采用丙烯氨氧化法,主要原料有丙烯、氨、空气、催化剂等,在精制过程中还加人一定的阻聚剂。萃取塔排出的污水经四效蒸发器脱除游离氨和轻质有机物,冷却后送至污水处置厂。经预处置后的污水水质特性如表1所示。
     
      采用紫外可见光谱(UV-Vis)和三维荧光光谱(3D-EEM)对丙烯腈污水实施剖析可知,经蒸发处置后的污水中轻组分含量更多,聚合度低,含有较多的共轭基团,共轭有机物可能为烯醛、烯腈等物质。
     
      1.2 实验办法
     
      1.2.1 实验设备
     
      研讨采用的电化学一化学复合氧化集成安装主要由微电解、两级复合氧化、膜生物反响器等单元构成,可完成污水中难降解有机物高效去除等功用,根本流程如图1所示。
     
      1.2.2 实验过程
     
      将丙烯腈污水沿处置流程经混絮凝、微电解、二级化学氧化、膜生物反响器等单元处置后,分别对各单元的进出水水质实施检测,肯定各类污染物的降解效率和去除规律。
     
      2、实验结果与讨论
     
      2.1 各单元沿程水质剖析
     
      对各处置单元进出水中COD和NH3-N2项水质指标实施跟踪监测,结果如表2所示。
     
      由表2可知,COD沿处置流程逐渐降低,其中超声微电解和一级氧化单元是COD去除的重点工艺段,COD去除率分别可达44%、73%;NH3-N则呈现先升高后降低的趋向,剖析是由于在一级氧化单元局部有机N转化成无机N,后在二级氧化单元氧化去除。
     
      2.2 有机物降解过程剖析
     
      2.2.1 官能团滴定剖析
     
      为研讨丙烯腈污水中有机污染物的降解过程,采用自动滴定的方式对其实施剖析,将污水水样调至酸性后,应用自动电位滴定仪滴加碱液,则污水中的酰氨基和羧基均会与碱反响,从而测得污染物含有的酰氨基和羧基的含量,如表3所示。
     
      由表3可知,原水经酸化曝气后,酰胺类物质含量显著增加,剖析是由于丙烯腈类等水溶性较低的有机物在硫酸的作用下水解生成丙烯酰胺。随着后续处置工艺,酰胺或羧基的含量逐步降低。经剖析,发现酰胺或羧基的含量与TOC呈现较好的线性关系,R2=0.96,见图2,阐明酰胺或羧基的C=O官能团是构成TOC的重要组分。
     
      2.2.2 紫外可见光谱(UV-Vis)剖析
     
      为考证官能团滴定剖析结果,采用UV-Vis光谱对各单元出水水质实施剖析,如图3所示。
     
      由图3可知,原水在紫外区具有2个主要的吸收峰,217nm和235~280nm,随着处置流程该吸收峰强发作了变化。如图4所示,217nm处的紫外吸收值A217与酰胺或羧基含量之间呈现较好的线性关系,标明217nm处的吸收峰代表了酰胺或羧基的C=O官能团,而235~280nm处的吸收峰则可能代表C≡O。
     
      由图4可知,总进水、酸化曝气的进出水以及超声微电解出水具有类似的谱图,阐明该组污水中有机物构造的类似性,但超声微电解出水的吸收峰强度显著降低,特别是217nm处峰,标明含有酰胺基有机物分子的构造已被毁坏;而化学氧化工艺出水的谱图则标明有机物构造已根本改动。
     
      2.2.3 氮素形态剖析
     
      为研讨丙烯腈污水中丙烯腈、氰化物等含有机氮物质的降解过程,对总进水和主要单元工艺出水实施了NH3-N、NO3-N、NO2-N、CN-和TN等指标检测,剖析结果如表4所示。
     
      由表4可知,酸化曝气后TN升高,这种变化与TOC类似(如图2所示),阐明丙烯腈、CN-等含N有机物在酸化条件下发作水解反响,生成水溶性较强的物质,包括硫酸铵等无机盐,使NH3-N浓度升高,而且酸化后曝气促进了生成铵盐的反响,TN浓度同样有所升高。超声微电解和化学氧化单元对TN的去除效率较高。
     
      3、结论
     
      (1)针对丙烯腈污水水质特性选用的电化学一化学复合氧化集成能够完成难降解有机污染物的高效降解,其中超声微电解、两级化学氧化单元是COD、NH3-N类物质的高效降解手腕。
     
      (2)可用污水中的带有酰胺基类和羧基类物质含量对各工艺段降解效率实施表征,其中超声微电解单元可显著毁坏酰胺基物质的分子构造,将酰胺类物质合成为小分子物质,为后续的一级氧化单元发明良好的条件。经两级化学氧化处置后,酰胺类物质大局部被去除。
     
      (3)酸化曝气促进了丙烯腈、CN-等含N有机物的水解反响,NH3-N浓度升高,但随着酸化曝气反响的持续,CN-又作为中间产物生成。超声微电解过程中产生了强氧化性的·H和-OH,对TN的去除奉献最大。