申请日2017.10.23
公开(公告)日2018.01.19
IPC分类号C02F9/14; B01J23/745; B01J23/755; B01J23/75; C02F101/38
摘要
本发明公开了一种高浓度丙烯腈废水处理工艺，包括以下步骤，丙烯腈废水进入调节池，调节池出水进入多相催化氧化塔，多相催化氧化塔出水进入生化处理系统，生化处理系统的出水达标排放;多相催化氧化塔内加入催化剂和作为氧化剂的臭氧，催化剂为载体型催化剂，载体为活性炭，其活性组份包括以下重量百分比的成份：4～6%的氧化钛和2～5%的金属氧化物，金属氧化物为氧化镍、氧化铜、氧化钴中的一种。本发明应用多相催化氧化对废水进行预处理，降解去除水中大部分的丙烯腈，提高废水可生化性，并减轻后续生化处理的负荷，然后通过微生物的自身代谢作用对有机废水和丙烯腈降解后的氨氮进行较为彻底的降解去除，解决了高浓度丙烯腈废水处理的难题。
权利要求书
1.一种高浓度丙烯腈废水处理工艺，其特征在于：包括以下步骤，
(1)丙烯腈废水进入调节池，在调节池内进行水质水量的调节;
(2)所述调节池出水进入多相催化氧化塔，在多相催化氧化塔内进行多相催化氧化处理，催化氧化降解废水中的丙烯腈;
(3)所述多相催化氧化塔出水进入生化处理系统，生化处理系统的出水达标排放;
所述多相催化氧化塔内加入催化剂和作为氧化剂的臭氧，所述催化剂为载体型催化剂，载体为活性炭，其活性组份包括以下重量百分比的成份：4～6%的氧化钛和2～5%的金属氧化物，所述金属氧化物为氧化镍、氧化铜、氧化钴中的一种。
2.如权利要求1所述的高浓度丙烯腈废水处理工艺，其特征在于：所述催化剂的制备过程如下，
(1)将氧化钛和金属硝酸盐溶于蒸馏水中，浸入活性炭后于200～220℃下干燥;所述金属硝酸盐为镍硝酸盐、铜硝酸盐、钴硝酸盐中的一种;
(2)再浸入重量百分比为30～40%的Na2CO3溶液中，于200～220℃下干燥;
(3)经蒸馏水洗涤，再于200～220℃下干燥制得所述催化剂。
3.如权利要求1所述的高浓度丙烯腈废水处理工艺，其特征在于：所述生化处理系统包括A/O生化处理池，A/O生化处理池内设有MBR膜分离器;废水在所述A/O生化处理池内进行多级A/O生化反应。
4.如权利要求3所述的高浓度丙烯腈废水处理工艺，其特征在于：所述生化处理系统还包括膜生物反应器，所述A/O生化处理池出水进入膜生物反应器，所述膜生物反应器的清液出水达标排放。
5.如权利要求1所述的高浓度丙烯腈废水处理工艺，其特征在于：所述多相催化氧化塔内设有填料层，所述催化剂加载在填料层上，所述填料层的上方和下方均设有配水系统和布气系统，所述调节池出水经配水系统进入多相催化氧化塔内，所述臭氧经布气系统进入多相催化氧化塔内。
6.如权利要求1所述的高浓度丙烯腈废水处理工艺，其特征在于：所述调节池内设有潜水搅拌器。
7.如权利要求3所述的高浓度丙烯腈废水处理工艺，其特征在于：所述A/O生化处理池的好氧段内设有曝气系统，通过曝气系统维持A/O生化处理池好氧段内的溶解氧维持在2～5mg/L。
8.如权利要求3所述的高浓度丙烯腈废水处理工艺，其特征在于：所述A/O生化处理池内缺氧段、好氧段内的微生物浓度维持在8～20g/L。
9.如权利要求4所述的高浓度丙烯腈废水处理工艺，其特征在于：所述MBR膜分离器包括抽滤系统、曝气系统、回流系统和清洗系统，所述膜生物反应器的污泥液通过回流系统回流至所述调节池。
10.如权利要求4所述的高浓度丙烯腈废水处理工艺，其特征在于：所述A/O生化处理池的缺氧段内设有碱液投入器，所述A/O生化处理池的好氧段内设有碳源投入器。
说明书
高浓度丙烯腈废水处理工艺
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，涉及一种高浓度丙烯腈废水处理工艺。
背景技术
丙烯腈是一种重要的有机合成单体，在丙烯产品系列中仅次于聚丙烯位居第二，是三大合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料，主要用来生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料、苯乙烯(AS)塑料、丙烯酰胺等。丙烯腈为无色或淡黄色液体，具有刺激气味。沸点77.3℃，熔点-82℃，蒸气压109mmHg/25℃，86.25mmHg/20℃，相对密度0.8004/25℃/4℃，蒸气密度1.8，水中溶解度74500mg/L/25℃。嗅阈值21.4ppm，或8.1mg/m3,低，78.75mg/m3,高，水中嗅阈值为18.6ppm。
高浓度丙烯腈废水处理的难点问题是，丙烯腈对微生物具有毒性且挥发到空气中极易产生异味问题。国内外普遍采用物理法、物化法和生化法等方法处理该类废水，但皆因丙烯腈难以降解、处理成本高且易造成二次污染等原因而难以推广。另一方面，随着人们生活水平的提高，国家环保标准不断提高，采用常规的废水处理工艺已难以满足目前的出水要求，为了稳定和提高废水的处理效果，减少对环境的污染，必须开发并使用处理这类废水有效的新工艺。
发明内容
本发明提供一种高浓度丙烯腈废水处理工艺，应用多相催化氧化对废水进行预处理，降解去除水中大部分的丙烯腈，提高废水可生化性，并减轻后续生化处理的负荷，然后通过微生物的自身代谢作用对有机废水和丙烯腈降解后的氨氮进行较为彻底的降解去除，解决了高浓度丙烯腈废水处理的难题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高浓度丙烯腈废水处理工艺，其特征在于:包括以下步骤，
(1)丙烯腈废水进入调节池，在调节池内进行水质水量的调节;
(2)所述调节池出水进入多相催化氧化塔，在多相催化氧化塔内进行多相催化氧化处理，催化氧化降解废水中的丙烯腈;
(3)所述多相催化氧化塔出水进入生化处理系统，生化处理系统的出水达标排放;
所述多相催化氧化塔内加入催化剂和作为氧化剂的臭氧，所述催化剂为载体型催化剂，载体为活性炭，其活性组份包括以下重量百分比的成份：4～6%的氧化钛和2～5%的金属氧化物，所述金属氧化物为氧化镍、氧化铜、氧化钴中的一种。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括2、所述催化剂的制备过程如下，
(1)将氧化钛和金属硝酸盐溶于蒸馏水中，浸入活性炭后于200～220℃下干燥;所述金属硝酸盐为镍硝酸盐、铜硝酸盐、钴硝酸盐中的一种;
(2)再浸入重量百分比为30～40%的Na2CO3溶液中，于200～220℃下干燥;
(3)经蒸馏水洗涤，再于200～220℃下干燥制得所述催化剂。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述生化处理系统包括A/O生化处理池，A/O生化处理池内设有MBR膜分离器;废水在所述A/O生化处理池内进行多级A/O生化反应。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述生化处理系统还包括膜生物反应器，所述A/O生化处理池出水进入膜生物反应器，所述膜生物反应器的清液出水达标排放。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述多相催化氧化塔内设有填料层，所述催化剂加载在填料层上，所述填料层的上方和下方均设有配水系统和布气系统，所述调节池出水经配水系统进入多相催化氧化塔内，所述臭氧经布气系统进入多相催化氧化塔内。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述调节池内设有潜水搅拌器。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述A/O生化处理池的好氧段内设有曝气系统，通过曝气系统维持A/O生化处理池好氧段内的溶解氧维持在2～5mg/L。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述A/O生化处理池内缺氧段、好氧段内的微生物浓度维持在8～20g/L。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述MBR膜分离器包括抽滤系统、曝气系统、回流系统和清洗系统，所述膜生物反应器的污泥液通过回流系统回流至所述调节池。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述A/O生化处理池的缺氧段内设有碱液投入器，所述A/O生化处理池的好氧段内设有碳源投入器。
1、本发明的高浓度丙烯腈废水处理工艺，应用多相催化氧化对废水进行预处理，降解去除水中大部分的丙烯腈，提高废水可生化性，并减轻后续生化处理的负荷，然后通过微生物的自身代谢作用对有机废水和丙烯腈降解后的氨氮进行较为彻底的降解去除，解决了高浓度丙烯腈废水处理的难题。
2、多相催化氧化塔内，发生多相催化氧化反应，分别为气相(臭氧)、液相(废水)、固相(催化剂)，在催化剂表面形成三相液膜，在催化剂的催化作用下，通过臭氧的强氧化作用降解废水中的丙烯腈和甲醛，其中，丙烯腈的去除率大于95%;经过催化氧化处理后，原有高浓度丙烯腈废水转变为对生化无毒害的低浓度废水，后段的生化处理系统对预处理去除丙烯腈后的废水进行生化处理，最终出水COD浓度在100mg/L以内、氨氮在10mg/L以内，达标(GB8978-1996)排放至下水道中，并且不产生二次污染。
3、采用申请人最新研制的复合型纳米级催化剂，能够激发臭氧产生介态更高、氧化性更强的氧化离子，在这一超氧化作用下，能够减少臭氧的投入量，节约处理成本，同时提高处理效率，提高反应速度，缩短废水在塔内停留时间。