腈纶废水深度处理方法技术

本发明专利技术属石化行业生产废水处理领域，尤其涉及一种腈纶废水深度处理方法，包括如下步骤：（1）将腈纶废水在混合槽与电解质均匀混合后，再送至催化电解器进行电解处理；（2）将步骤（1）所得液体送入澄清池进行絮凝沉淀，然后经保安过滤器去除水中杂质；（3）将步骤（2）所得液体送入膜分离组件得到净化水；浓缩液部分回流进入催化电解器；催化电解器阳极材料为纳米催化惰性电极；基板为钛板或塑料板；表层涂覆晶粒为10～45nm的贵金属氧化物催化涂层；所述阴极为平板状、圆弧状、圆筒状或网状。本发明专利技术将催化电解技术、絮凝沉淀技术与膜分离技术有机结合，成本较低，效率较高。

【技术实现步骤摘要】
腈纶废水深度处理方法
本专利技术属石化行业生产废水处理领域，尤其涉及一种将催化电解技术、絮凝沉淀技术与膜分离技术有机结合的腈纶废水深度处理方法。
技术介绍
我国的干法腈纶生产工艺通常采用美国杜邦公司专利技术。该法生产的腈纶产品蓬松性好、保暖性强、手感柔软，具有良好的耐侯性和防霉、防蛀性能，被广泛应用于服装及装饰等生产生活领域。腈纶生产废水来源于生产过程的各个工段，由于工艺过程中加入二甲基甲酰胺（DMF）、丙烯腈（AN）、EDTA、壬基酚聚氧乙烯醚等20余种原料，在聚合反应中又生成不同分子量的聚丙烯腈，因此干法腈纶废水成分复杂、污染物含量多、处理难度大，是世界公认的极难生物降解的有机化工废水之一。目前，针对腈纶废水处理的研究普遍思路是首先通过提高废水的可生化性和去除对生物起抑制作用的成分，再后续通过生化处理降低出水的COD及氨氮。在腈纶生产企业中，处理腈纶废水普遍采用化学法（化学混凝、化学氧化、内电解法）、生物法（SBR法、生物接触氧化法、生物流化床、生物滤塔）、物理化学法（微孔过滤、吸附）等或者利用其中某种或多种方法的组合工艺。中国专利技术专利CN104529092A公开了一种腈纶废水处理系统，废水经调节池调节水量和水质，进入强化气浮池去除浮渣，然后废水进入臭氧氧化沉淀池，污染物被氧化分解，再进入折流式缺氧厌氧反应池、好氧接触氧化池进行缺氧、厌氧和好氧反应，经沉淀和过滤后排放。中国专利技术专利CN103043846A公开了一种处理腈纶废水的方法，首先对腈纶废水进行超声波水解处理，将废水中的低聚物及难于生物降解的长链大分子分解并降解，提高其可生化性，然后进入一体化生物反应池，进行脱氮、除碳生物反应，去除大部分COD和氨氮，最后一体化生物反应池出水通过Fenton工艺氧化去除残余的难降解有机物，以保证出水水质。由于腈纶废水中的多种化学物质对微生物毒害作用极强，采用常规的“物化+生化”的方法处理干法腈纶废水很难使出水达到排放标准，满足高效、节能、低成本及环保等需求。这严重恶化了所在地区的水体环境，同时腈纶行业的发展也受到了制约。因此，在常规处理工艺的基础上进一步增设深度处理单元是干法腈纶废水达标排放乃至实现中水回用的有效途径。目前对腈纶废水的深度处理方法主要有Fenton试剂氧化法、臭氧氧化法等方法。Fenton试剂氧化法对有机物有很好的降解效果，不仅能提高废水的可生化性能，还可以将有机物完全矿化为CO2和H2O，但由于发生反应的硫酸亚铁和H2O2投加量较大，达到处理效果后所需的废水处理费用较高；采用臭氧氧化法对腈纶废水进行处理，单独用臭氧处理时分子态的臭氧不能将大量的难降解有机污染物去除并且作用速度缓慢，一般采用臭氧加催化剂如二氧化锰或臭氧与活性炭吸附联合的方法处理腈纶废水，上述方法费用较高、操作控制较为繁琐，不适合作为腈纶废水深度处理措施。所以，对腈纶废水深度处理方法及其装置的开发亟待解决，以满足环境保护及腈纶行业发展的迫切要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有的腈纶废水处理方法中存在的废水排放量大、处理成本高、处理效率低和水资源浪费等问题，提供一种将催化电解技术、絮凝沉淀技术与膜分离技术有机结合，成本较低，效率较高，将经传统处理技术处理后的腈纶废水进一步深度处理后实现再生利用的腈纶废水深度处理方法。为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的。一种腈纶废水深度处理方法，依次包括如下步骤。（1）将腈纶废水在混合槽与电解质均匀混合后，再送至催化电解器进行电解处理。（2）将步骤（1）所得液体送入澄清池进行絮凝沉淀，然后经保安过滤器去除水中杂质。（3）将步骤（2）所得液体送入膜分离组件得到净化水；浓缩液部分回流进入催化电解器。作为一种优选方案，本专利技术所述催化电解器阳极材料为纳米催化惰性电极；基板为钛板或塑料板；表层涂覆晶粒为10～45nm的贵金属氧化物催化涂层；所述催化电解器阳极为平板状、圆弧状、圆筒状或网状；所述阴极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬或金属合金；所述阴极为平板状、圆弧状、圆筒状或网状。进一步地，本专利技术所述催化电解器相邻两极板的工作电压为5～20V；电流密度为20～400mA/cm2；废水在催化电解器中的停留时间为15～60min。进一步地，本专利技术所述电解质为氯化钠或硫酸钠；废水中的电解质质量浓度保持在0.3%～3.0%。进一步地，本专利技术所述澄清池中絮凝剂为明矾、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝、聚硅酸铝铁、聚硅硫酸铝、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠或聚乙烯亚胺中一种或两种以上的混合物；絮凝剂投加量为5～80ppm。进一步地，本专利技术所述保安过滤器的滤芯材料为PP棉、石英砂、颗粒活性炭、烧结活性炭中的一种或两种以上的混合物；所述滤芯采用烧结滤管、熔喷式纤维滤芯或蜂房滤芯。进一步地，本专利技术所述膜分离组件采用平板膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜；所述膜分离组件材料采用对氯化钠截留率95%以上的反渗透膜。进一步地，本专利技术所述膜分离组件采用平板膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜；所述膜分离组件材料采用对硫酸钠截留率95%以上的纳滤膜。进一步地，本专利技术所述膜分离组件工作温度为常温至50℃；工作压力为0.5～10MPa。本专利技术处理系统包括如下部分。a、催化电解系统：催化电解系统用于对经传统生化处理技术处理后的腈纶废水进行电解，催化电解系统设有截止阀、电解质投药箱、混合槽、供水泵、催化电解器；截止阀进口连接腈纶废水二沉池排水口，截止阀出口连接混合槽用于补充投加电解质；供水泵进口连接混合槽出水口，供水泵出口连接催化电解器进口，催化电解器出水进入絮凝沉淀系统。b、絮凝沉淀系统：絮凝沉淀系统用于去除催化电解器出水中的浮游生物、细菌、细小悬浮物、胶体等杂质，絮凝沉淀系统利用接触凝聚原理，采用一体式结构设计，设有絮凝剂投药箱和澄清池，澄清池出水直接进入膜分离系统。c、膜分离系统：膜分离系统用于去除絮凝沉淀系统澄清池出水中残余的细菌、胶体以及溶解性电解质等杂质得到净化污水，浓缩液回流进入催化电解系统，其中的电解质实现循环利用。膜分离系统设有截止阀、供水泵、保安过滤器、增压泵、膜分离组件，并依次连接。为防止膜污染影响处理效率，膜分离系统还包括膜清洗再生系统，设有反冲洗泵、截止阀、时间控制器等。本专利技术采用催化电解器能够取得如下效果：（1）用催化电解产生的氯（或氧）自由基杀灭废水中的微生物，减少微生物对膜分离系统膜材料的污染；（2）氧化分解废水中的各类有机物，残留的色度物质快速分解，并降低色度和CODcr；（3）使废水中的悬浮物、胶体、带电微粒在电场作用下凝聚形成较大颗粒。本专利技术采用膜分离系统能够取得如下效果：（1）截留絮凝沉淀系统澄清池出水中残余的细菌、胶体以及溶解性电解质等杂质；（2）实现膜分离系统净化水重复循环使用，满足腈纶生产过程的用水水质要求；（3）回收利用废水中的氯化钠、硫酸钠等电解质，减少催化电解系统电解质投加量，降低处理成本。本专利技术与常规的Fenton试剂氧化法、臭氧氧化法等高级氧化方法及单纯的膜分离方法相比较，既克服了成本高、难控制的缺陷，又解决了处理效果不理想、排放废水污染水体等问题，并且可以变废物为资源，将腈纶废水经过深度处理后实现重复循环使用。本专利技术具有以下突出特点。（1）水的回收率可达到70%～10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种腈纶废水深度处理方法，其特征在于，依次包括如下步骤：   （1）将腈纶废水在混合槽与电解质均匀混合后，再送至催化电解器进行电解处理；   （2）将步骤（1）所得液体送入澄清池进行絮凝沉淀，然后经保安过滤器去除水中杂质；   （3）将步骤（2）所得液体送入膜分离组件得到净化水；浓缩液部分回流进入催化电解器。

【技术特征摘要】
1.一种腈纶废水深度处理方法，其特征在于，依次包括如下步骤：首先在混合槽将腈纶废水与氯化钠电解质均匀混合，使腈纶废水中的氯化钠质量浓度保持在0.6%，并通过供水泵将其打入催化电解器；腈纶废水水质指标如下：CODcr71.9mg/L、NH3-N22.5mg/L、BOD56.3mg/L、pH6.98、CN－0.17mg/L、丙烯腈0.30mg/L、DMF5.0mg/L；催化电解器阳极材料为纳米催化惰性电极，基板为钛板，表层涂覆晶粒为20nm的贵金属氧化物涂层，阴极材料为铝板，阳极和阴极均为平板状电极，相邻两极板的工作电压为9V，电流密度为120mA/cm2，腈纶废水在催化电解器中的停留时间为30min；电解后出水进入澄清池进行絮凝沉淀，所投加絮凝剂为聚丙烯酰胺，絮凝剂投加量为20ppm，澄清池结构形式采用机械加速澄清池；然后经由PP棉、颗粒活性炭组成的保安过滤器去除废水中的细小悬浮物、微生物杂质以保护膜组件，滤芯采用烧结滤管，最后通过增压泵增压后进入高频振动膜分离系统分离去除残余的细菌、胶体以及溶解性电解质杂质，膜分离系统膜分离组件采用反渗透平板膜，工作温度为常温，工作压力为6MPa；最后得到净化水；净化水水质指标如下：CODcr15.7mg/L、NH3-N4.3mg/L、BOD51.9mg/L、pH7.16，三项污染物CN－、丙烯腈、DMF均未检出；反渗透浓缩液中氯化钠电解质回收率为96.1%；浓缩液部分回流进入催化电解器，其中的氯化钠电解质实现循环利用。2.一种腈纶废水深度处理方法，其特征在于，依次包括如下步骤：首先在混合槽将腈纶废水与氯化钠电解质均匀混合，使废水中的氯化钠质量浓度保持在0.4%，并通过供水泵将其打入催化电解器；腈纶废水水质指标如下：CODcr69.4mg/L、NH3-N23.8mg/L、BOD58.4mg/L、pH7.02、CN－0.22mg/L、丙烯腈0.29mg/L、DMF5.2mg/L；催化电解器阳极材料为纳米催化惰性电极，基板为钛板，表层涂覆晶粒为20nm的贵金属氧化物涂层，阴极材料为石墨，阳极和阴极均为平板状电极，相邻两极板的工作电压为12V，电流密度为160mA/cm2，废水在催化电解器中的停留时间为45min；电解后出水进入澄清池进行絮凝沉淀，所投加絮凝剂为聚合氯化铝，絮凝剂投加量为30ppm，澄清池结构形式采用机械加速澄清池；然后经由石英砂、颗粒活性炭、烧结活性炭组成的保安过滤器去除废水中的细小悬浮物、微生物杂质以保护膜组件，滤芯采用熔喷式纤维滤芯，最后通过增压泵增压后进入膜分离系统分离去除残余的细菌、胶体以及溶解性电解质杂质，膜分离系统膜分离组件采用反渗透中空纤维膜，工作温度为30℃，工作压力为6MPa；最后得到净化水；净化水水质指标如下：CODcr21.5mg/L、NH3-N4.2mg/L、BOD52.2mg/L、pH7.15，三项污染物CN－、丙烯腈、DMF均未检出；反渗透浓缩液中氯化钠电解质回收率为95.4%；浓缩液回流部分进入催化电解器，其中的氯化钠电解质实现循环利用。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长波，赵国峥，张强，白金，姜虎生，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21