丙烯腈生產(chǎn)廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展
摘要:介紹了丙烯腈生產(chǎn)廢水的特點(diǎn)及丙烯腈生產(chǎn)廢水處理方法的最新研究進(jìn)展,針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的局限,探討了該領(lǐng)域的未來(lái)的研究重點(diǎn)和方向。
關(guān)鍵詞: 丙烯腈, 廢水, 處理
丙烯腈是一種重要的化工原料，在 ABS 塑料、丁腈橡膠、腈綸纖維和合成樹脂等化工產(chǎn)品制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，丙烯腈的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水引起的環(huán)境污染問(wèn)題，日益引起人們的重視。研究表明，水環(huán)境中微量丙烯腈的存在，會(huì)造成水體的高毒性和潛在的“三致”毒性[1]，在我國(guó)確定的優(yōu)先控制有毒化學(xué)品名單和水中優(yōu)先控制污染物黑名單中，丙烯腈均位列其中[2]。因此，丙烯腈生產(chǎn)廢水處理已成為相關(guān)企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)丙烯腈經(jīng)典工藝是丙烯氨氧化法（又稱 sohio 法），即以丙烯、氨氣和空氣為主要原料，在一定反應(yīng)條件和催化劑的作用下，生成丙烯腈，副產(chǎn)物主要為乙腈和氫氰酸[3]。此工藝生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生丙烯腈廢水污染物成分極其復(fù)雜，有機(jī)物含量非常高。初步的分析表明，廢水中通常含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯醛、氰基吡啶、反丁烯二腈、琥珀腈、馬來(lái)酰亞胺、氨氮、硫酸鹽以及大量的聚合物[4-5]。COD 幾千到幾十萬(wàn) mg•L-1。高氰化物（或腈化物）含量是丙烯腈廢水的一個(gè)重要特征。含量一般為幾百到幾千 mg•L-1。這些含氰化合物對(duì)于微生物有很強(qiáng)的毒性和抑制作用，直接排入生化處理系統(tǒng)會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成很大的沖擊。TN含量高是丙烯腈廢水另一顯著特點(diǎn)。在所有污染物中約能占到20%。這些氮素排放到水體中，必然造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，威脅水質(zhì)安全。丙烯腈廢水中最難處理的污染物是聚合物。它主要來(lái)自于腈類物質(zhì)的低分子聚合物或共聚物。這些聚合物在水中一般以膠體態(tài)或溶解態(tài)形式存在，難以水解并被微生物利用，無(wú)法得到有效去除，是造成丙烯腈廢水 COD 排放不達(dá)標(biāo)的主要原因[6]。
丙烯腈生產(chǎn)廢水屬于公認(rèn)的難降解高濃度有機(jī)廢水，隨著各國(guó)對(duì)于工業(yè)廢水排放要求的不斷提高，丙烯腈廢水的達(dá)標(biāo)排放已經(jīng)成為制約丙烯腈生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的重要因素，因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼研究和開發(fā)了一系列處理技術(shù)方法。本文對(duì)這些處理方法的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了評(píng)述，并探討了此領(lǐng)域未來(lái)的研究重點(diǎn)和方向。1氧化法1.1超臨界水氧化法超臨界水氧化法對(duì)于高濃度有機(jī)有毒廢水有著良好的處理效果，可在很短時(shí)間內(nèi)，將有機(jī)物幾乎全部氧化分解，生成無(wú)害的CO2、H2O、N2等產(chǎn)物，而 S元素則生成無(wú)機(jī)鹽等沉淀物[7]。韓國(guó)學(xué)者 Young HoShin等[8]采用此技術(shù)對(duì)丙烯腈廢水的處理進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，在 552 ℃、25 MPa 條件下，15 s內(nèi)廢水中 TOC 的去除率即達(dá)到 97%以上
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