申请日2013.10.11
公开(公告)日2015.04.29
IPC分类号C02F9/14; C02F1/56; C02F1/72
摘要
一种含腈废水的处理方法，通过加入双氧水和硫酸亚铁溶液对含腈废水进行预处理，氧化去除难降解有机物，反应pH值为3～5，含腈废水与双氧水、硫酸亚铁质量比为1：0.003～0.005：0.006～0.008，反应温度为20.0～45.0℃，反应时间为1.0～2.0小时;不但可以可以大幅降低催化剂的加药量，也大大减少传统技术的污泥产生量，降低运行费用。同时部分难降解的大分子有机物被氧化成小分子有机物，从而提高了废水的B/C，增强废水的可生化性。
权利要求书
1.一种含腈废水的处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)含腈废水进入异相催化反应器，加入双氧水和硫酸亚铁溶液对含腈废水进行预处 理，氧化去除难降解有机物，反应pH值为3～5，含腈废水与双氧水、硫酸亚铁质量比为1： 0.003～0.005：0.006～0.008，反应温度为20～45℃，反应时间为1.0～2.0小时;
2)异相催化反应出口后废水进入中间槽脱气除去多余的双氧水，然后进入中和槽废 水pH值控制为6～9，再进入混凝槽加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)进行混凝，PAM 的加入量为0.5～1.5毫克/升，然后进入沉淀器去除反应的污染物;
3)沉淀器上清液进入活性污泥处理单元进行废水处理，出水达到排放要求。
2.根据权利要求1所述一种含腈废水的处理方法，其特征在于步骤1)所述含腈废水 与双氧水、硫酸亚铁质量比为1：0.0035～0.0045：0.0065～0.0075，反应温度为25～40℃， 反应时间为1.1～1.8小时。
3.根据权利要求1所述一种含腈废水的处理方法，其特征在于步骤1)所述反应pH 值为3.5～4.5。
4.根据权利要求1所述一种含腈废水的处理方法，其特征在于步骤1)所述双氧水浓 度为20%～40%。
5.根据权利要求1所述一种含腈废水的处理方法，其特征在于步骤1)所述硫酸亚铁 溶液浓度为20%～30%。
6.根据权利要求1所述一种含腈废水的处理方法，其特征在于步骤2)所述中和槽废 水pH值控制为7～8。
7.根据权利要求1所述一种含腈废水的处理方法，其特征在于步骤2)所述PAM的加 入量为0.6～1.2毫克/升。
8.根据权利要求1所述一种含腈废水的处理方法，其特征在于步骤3)所述活性污泥 处理单元，曝气池F/M=0.331kg/kg，溶解氧控制为0.5～6.5mg/L，停留时间控制为6～72hr， 剩余污泥进行处理。
说明书
一种含腈废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种含腈工业废水的处理方法，特别涉及利用异相催化处理含腈工业废水 的方法。
技术背景
腈纶废水处理是石油化工污染治理和控制的一个重要方面。我国有不少腈纶生产企业 采用湿法生产工艺，排放的废水主要有酸碱废水和含腈废水两种，后者含有丙烯腈低聚物 等污染物，是达标处理的难点和重点。该废水可生化性较差，特征污染物中低聚物、NaSCN、 总氮(以丙烯腈AN为主)的有效去除有较高难度，单独处理达标排放难度大。
国内外对湿法腈纶生产的含腈废水处理进行了大量的试验研究，处理方法主要有：化 学法(化学混凝、化学氧化以及内电解)、生物法(SBR法、生物接触氧化法、加压好氧 生化法、酸化法预处理、生物滤塔和添加特殊菌种)、物理化学法(微孔过滤和吸附)，但 是单一的处理方法难以对废水进行有效处理。目前，含腈废水处理的发展趋势是开发有效 的预处理工艺技术，强化其特征污染物(如低聚物)的去除效果和明显提高B/C比值，有 利于提高后继生化处理的效率。现有处理工艺技术为中和混凝、生物滤塔、接触氧化。虽 然这些方法在腈纶生产企业已经得到了广泛地应用，但还存在的一些问题，主要表现在： 处理出水难以达标，除CODCr外，出水中氨氮含量也较高;停留时间过长，造成初期投 资和运行费用过高。
由此可见，现有技术提供的含腈废水处理方法处理出水的CODcr和氨氮的含量仍较高， 难以达到污染物排放标准要求。
发明内容
本发明提供一种含腈废水的处理方法，在废水处理前加入预处理单元，采用异相催化 的方法对含腈废水进行预处理，所要解决的技术问题是高效降解腈纶废水特征污染物，明 显提高可生化性能，并通过生物接触氧化处理后达标排放。降低处理成本，以弥补现有技 术的不足。
以下是本发明的技术方案：
1)含腈废水进入异相催化反应器，加入双氧水和硫酸亚铁溶液对含腈废水进行预处 理，氧化去除难降解有机物，反应pH值为3～5，含腈废水与双氧水、硫酸亚铁质量比为1： 0.003～0.005：0.006～0.008，反应温度为20.0～45.0℃，反应时间为1.0～2.0小时;
2)异相催化反应出口后废水进入中间槽脱气除去多余的双氧水，然后进入中和槽废 水pH值控制为6～9，再进入混凝槽加入高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)进行混凝，PAM 的加入量为0.5～1.5毫克/升，然后进入沉淀器去除反应的污染物;
3)沉淀器上清液进入活性污泥处理单元进行废水处理，出水达到排放要求。
上述步骤1)所述双氧水浓度为20%～40%，硫酸亚铁浓度为20%～30%;
上述步骤1)所述反应pH值优选为3.5～4.5，含腈废水与双氧水、硫酸亚铁质量比优 选为1：0.0035～0.0045：0.0065～0.0075，反应温度优选为25.0～40.0℃，反应时间优选为 1.1～1.8小时;
上述步骤2)所述中和槽废水pH值控制最好为7～8;
上述步骤2)所述PAM的加入量最好为0.6～1.2毫克/升;
上述步骤3)所述活性污泥处理单元包括一个曝气工段，曝气池F/M=0.331kg/kg，溶 解氧控制为0.5～6.5mg/L，停留时间控制为6～72hr，剩余污泥进行处理。
发明人经研究发现由过氧化氢和催化剂Fe2+构成的氧化体系。其实质是在酸性条件下， 过氧化氢被二价铁离子催化分解从而产生反应活性很高的强氧化性物质-羟基自由基，引发 和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化和分解。当氧化作用完成后调节pH， 使整个溶液呈碱性，铁离子在碱性的溶液中形成铁盐絮状沉淀，可将溶液中剩余有机物和 重金属吸附沉淀下来，因此本发明的异相催化实际是氧化和吸附混凝的共同作用。
此外，本发明中除了通过氧化作用去除有机物，还可以通过铁离子络合物的吸附混凝 作用去除有机物。混凝过程中起主要作用的是三价铁离子的络合物。即在异相催化中，首 先，反应中随着过氧化氢的加入，Fe2+被迅速氧化成为Fe3+并释放出氧化能力很强的·OH， 生成的Fe3+与水产生水解-聚合反应，在其水解过程中部分有机污染物通过吸附和混凝作用 得到去除。Fe3+的水解形态在很大程度上控制着有机污染物的混凝吸附机制。三价铁离子 由自由离子态逐步水解成低级聚合态，随后陆续水解成高聚合度的多核Fe3+聚合物，其中 有一部分以沉淀形式析出。此水解过程与一般铁盐的水解过程类似。具有的这种混凝、沉 淀功能是去除有机物的重要组成部分。许多学者在研究中发现，混凝过程对有机物的去除 率高于一般混凝剂。反应生成的Fe3+具有更强的水解核絮凝能力。这有两个原因：一是因 为刚生产的Fe3+没有与溶液中其他阴离子发生络合反应而直接被羟基络合，减少了羟基与 其他阴离子的置换过程，从而加速了水解反应;二是因为异相催化反应产生的羟基自由基 与Fe3+通过羟桥进行络合而加速了水解。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)异相催化处理过程，可以大幅降低催化剂的加药量，也大大减少传统技术的污泥 产生量，降低运行费用。
2)部分难降解的大分子有机物被氧化成小分子有机物，从而提高了废水的B/C，增强 废水的可生化性。
具体实施方式
【实施例1～8，比较例1～2】
在各实施例，比较例中，废水各控制指标采取以下方式测定：
CODcr去除率定义式与NH3-N去除率定义式分别为：
各实施例中，含腈废水进水水质为：
COD：800～1200毫克/升,氨氮：62～76毫克/升，PH值3～5
活性污泥法处理单元，运行工艺条件为：
溶解氧：0.5～6.5毫克/升
水力停留时间：6～72小时
温度：15～35℃
