添加铜离子提高丙烯腈废水辐照处理效果的一种方法技术

本发明专利技术公开了一种含丙烯腈废水的处理技术，发明专利技术了一种添加铜离子提高丙烯腈废水辐照处理效果的新方法。该方法利用电离辐射产生的氧化能力强的羟基自由基.ＯＨ，促进丙烯腈废水中的丙烯腈发生聚合反应，在废水中添加铜离子可以催化丙烯腈的聚合，降低废水辐射处理所需要的吸收剂量，从而降低处理成本。可以直接应用本发明专利技术去除丙烯腈废水中大部分有毒污染物－丙烯腈，处理后丙烯腈的浓度很低，有利于后续生化处理工序的正常运行，而且治理工艺简单，废水治理成本低、治理效果好，丙烯腈去除率可高达９５％以上。添加铜离子可以使丙烯腈去除率提高约１０％－８０％，丙烯腈去除率可高达９９．６％以上。该方法是一种高效、经济、对环境友好的废水处理新技术。具有较大的实施价值和较好的社会、环境和经济效益。

A method for increasing irradiation treatment effect of acrylonitrile wastewater by adding copper ions

The invention discloses a treatment technique for wastewater containing acrylonitrile, and develops a new method for adding copper ions to improve the irradiation treatment effect of acrylonitrile wastewater. Hydroxyl radical.OH oxidation ability of this method produced by ionizing radiation is strong, promote the acrylonitrile wastewater in polymerization, polymerization of copper ions can add catalytic acrylonitrile in wastewater, reduce the absorbed dose needed to reduce radiation wastewater treatment, treatment cost. The invention can be directly applied to remove most toxic pollutants in wastewater after treatment of acrylonitrile, acrylonitrile concentration is very low, there is conducive to the normal operation of the subsequent biochemical treatment processes, wastewater treatment and treatment process is simple, low cost, good treatment effect, acrylonitrile removal rate can be as high as 95%. The addition of copper ions can increase the removal rate of acrylonitrile by about 10% - 80%, and the removal rate of acrylonitrile can be as high as 99.6%. This method is an efficient, economical and environmentally friendly new technology for wastewater treatment. It has greater implementation value and better social, environmental and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于含丙烯腈废水的处理技术，特别涉及添加铜离子提高丙烯腈废水 辐照处理效果的一种方法。该技术在一定程度上改变目前由于焚烧法处理丙烯腈 废水而造成的环境污染和高处理成本的治理状况。
技术介绍
丙烯腈是一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成纤维、合成橡胶等许多 工业领域。但是，在丙烯腈生产过程中通常会产生大量有毒有害的工业废水。丙 烯腈废水中主要含有高浓度的无机氰化物和丙烯腈、乙腈等有机腈类物质。氰化 物属剧毒化学品之一，对人、畜的危害极大。丙烯腈废水由于其有毒有害和难降 解的特性，难以用传统的物化方法和生物方法进行有效的处理。目前，丙烯腈废水处理方法主要有物化法、化学法和生物法三种。物化法包 括精馏法、活性炭吸附法、溶剂萃取法和反渗透膜法。化学法主要包括焚烧法、 加压水解法、湿式催化氧化法、试剂氧化法和电解法。而生物法则包括微生物处 理法和膜生物反应器法。但这些处理方法大多为研究性的报道，处理效果也不是 很理想，—实现工业化应用的更少。以Y射线或高能电子束为基本手段的辐射技术应用于环境保护领域，最早始于20世纪50年代，最初的研究主要是针对垃圾的消毒，以钴60为辐射源。在 70年代，这些研究工作延伸到水的净化，其后，开始发展烟气净化的辐射方法。 近年来，'随着核辐射技术的不断发展，辐射技术在环境污染治理领域也向深度和 广度发展，涉及多种污染物，多个污染治理领域，在废气治理，废水治理、污泥 处置及消毒等方面的应用已初步达到工业化水平。与其它水处理方法相比，电离 辐照技术具有其特殊的特点和优势。最显著的就是可以处理众多难降解污染物， 具有广泛的适应性；不会产生二次污染，安全可靠；具有很强的穿透力，可以穿 透固体颗粒，杀死其中的病菌和病毒，这是一般消毒方法如臭氧消毒做不到的。 而且当电离辐照与氧、臭氧、氯或加热等方法同时使用时，会产生独特的"协同效应"，其效果远非简单的相加。从有机废水治理工艺看，目前的高浓度有机废水治理方法，均为各种各样的 降解方法，即在一定条件下，实现污染物分子链的断裂，将大分子物质变为小分 子，直至矿化。本申请的治理方法则是在利用辐照聚合方法处理高浓度丙烯腈废 水的基础上添加适量的Cu2+，使丙烯腈的去除率更高、处理效果更好，同时可以 降低废水处理所需的辐照剂量，这对辐照技术应用于实际废水处理是十分有利 的。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前高浓度丙烯腈废水治理过程中处理技术缺乏、治理 成本高等缺点而提供一种，其特征是利用电离辐射产生的氧化能力强的羟基自由基，OH，促进丙烯腈废水中 丙烯腈聚合，添加Cu2+以催化废水中丙烯腈的聚合，降低废水辐射处理所需的 吸收剂量，从而降低处理成本。具体方案是在浓度为100mg/L-4000mg/L的丙烯 腈废水中添加Cu2+ (如硝酸铜)，添加量为5 — 50 mg/L (以铜离子计)，利用Y 射线或高能电子束进行辐照处理，吸收剂量为5 — 15kGy范围内，使丙烯腈发生 辐照聚合反应生成聚丙烯腈沉淀，通过过滤有效地去除水相中的有毒有害物质 一丙烯腈，使丙烯腈去除率提高10%_80%。本专利技术的有益之处是根据丙烯腈生产废水中主要污染成分丙烯腈的化学特 性，在辐照处理的基础上适当添加一定浓度的Cu2+，以提高丙烯腈的处理效率。 通过实验验证，对不同温度、浓度的高浓度丙烯腈废水，可以直接应用本专利技术去 除废水中大部分有毒污染物一丙烯腈，有利于后续生化工序的正常运行，而且工 艺简单，废水治理成本低、治理效果好，处理效果可高达95%以上。具有较大的 实用价值，并且具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。具体实施方式本专利技术针对目前含丙烯腈废水治理过程中处理技术缺乏、治理代价高等缺点 而提供一种，下面结合实施 例对本专利技术予以说明。实施例11) 取10 mL自行配置浓度为100 mg/L的丙烯腈废水，加入到耐辐照玻璃容 器中，置于中心孔道进行辐照处理；2) 取10 mL自行配置浓度为100 mg/L的丙烯腈废水，加入到耐辐照玻璃容 器中，加入硝酸铜溶液，使最终铜离子浓度为20 mg/L，置于中心孔道进行辐照 处理；3 )废水经60Co源提供的"射线辐照处理，辐照剂量为5 kGy，形成丙烯 腈聚合物沉淀，然后过滤将丙烯腈聚合物沉淀物从水相中分离出来；4)采用吡啶比色法测定残余的丙烯腈浓度，进而计算出丙烯腈的去除率。 表1给出了丙烯腈废水的处理效果。表1丙烯腈浓度为100mg/L时的辐照处理效果<table>table see original document page 5</column></row><table> 实施例21) 取10 mL自行配置浓度为200 mg/L的丙烯腈废水，加入到耐辐照玻璃容 器中，置于中心孔道进行辐照处理；2) 取10 mL自行配置浓度为200 mg/L的丙烯腈废水，加入到耐辐照玻璃容 器中，加入硝酸铜溶液，使最终铜离子浓度为20 mg/L，置于中心孔道进行辐照 处理；3) 废水经60Co源提供的，射线辐照处理，辐照剂量为10 kGy，形成丙烯 腈聚合物沉淀，然后过滤将丙烯腈聚合物沉淀物从水相中分离出来；4) 采用吡啶比色法测定残余的丙烯腈浓度，进而计算出丙烯腈的去除率。 表2给出了丙烯腈废水的处理效果。表2丙烯腈浓度为200 mg/L时的辐照处理效果 —辐照剂量 Cu2+浓度 丙烯腈浓度 丙烯腈去除<table>table see original document page 6</column></row><table>实施例31) 取10mL自行配置浓度为200mg/L的丙烯腈废水，加入到耐辐照玻璃容 器中，置于中心孔道进行辐照处理；2) 取10 mL自行配置浓度为200mg/L的丙烯腈废水，加入到耐辐照玻璃容 器中，加入硝酸铜溶液，使最终铜离子浓度为20 mg/L，置于中心孔道进行辐照 处理； '3) 废水经60Co源提供的Y-射线辐照处理，辐照剂量为15kGy，形成丙烯 腈聚合物沉淀，然后过滤将丙烯腈聚合物沉淀物从水相中分离出来；4) 采用吡啶比色法测定残余的丙烯腈浓度，进而计算出丙烯腈的去除率。 表3给出了丙烯腈废水的处理效果。表3丙烯腈浓度为200 mg/L时的辐照处理效果<table>table see original document page 6</column></row><table>实施例41) 取10 mL自行配置浓度为1000 mg/L的丙烯腈废水，加入到耐辐照玻璃 容器中，置于中心孔道进行辐照处理；2) 取10 mL自行配置浓度为1000 mg/L的丙烯腈废水，加入到耐辐照玻璃 容器中，加入硝酸铜溶液，使最终铜离子浓度为5 mg/L，置于中心孔道进行辐照处理；3) 废水经60Co源提供的Y-射线辐照处理，辐照剂量为15kGy，形成丙烯腈 聚合物沉淀，然后过滤将丙烯腈聚合物沉淀物从水相中分离出来；4)采用吡啶比色法测定残余的丙烯腈浓度，进而计算出丙烯腈的去除率。 表4给出了丙烯腈废水的处理效果。表4丙烯聘浓度为1000 mg/L时的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加铜离子提高丙烯腈废水辐照处理效果的方法，其特征是利用电离辐射产生的氧化能力强的羟基自由基.ＯＨ，促进丙烯腈废水中的丙烯腈发生聚合反应，在废水中添加铜离子可以催化丙烯腈的聚合，降低废水辐射处理所需要的吸收剂量，从而降低处理成本。具体方案是在浓度为２００ｍｇ／Ｌ－４０００ｍｇ／Ｌ的丙烯腈废水中，添加一定量的铜离子，浓度范围为５－５０ｍｇ／Ｌ，利用γ射线或高能电子束进行辐照处理，剂量在５ｋＧｙ－１５ｋＧｙ范围内，使丙烯腈发生辐照聚合反应，生成丙烯腈聚合物，通过过滤等技术有效地去除水相中的有毒有害物质－丙烯腈，丙烯腈去除率可提高１０％－８０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王建龙，孙宏图，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]