[發明專利]一種高濃丙烯腈廢水納濾膜處理方法

無效

• 申請號: 201110086858.0
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN102219324A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 李繼定;展俠;鄭冬菊
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F103/36
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本發明涉及丙烯腈廢水處理方法，特別涉及一種高濃丙烯腈廢水納濾膜處理方法。

背景技術

丙烯腈作為重要的化工原料之一，在腈綸、丁腈橡膠、己二腈、丙烯酰胺、ABS樹脂、合成纖維、合成橡膠、合成塑料生產等領域有著廣闊的應用前景。我國有10套丙烯腈裝置，年產丙烯腈超過100萬噸。受丙烯腈需求上升和庫存量較低的影響，包括中國在內的全世界丙烯腈產能在近年顯著上升。在丙烯腈生產過程中，每生成1t丙烯腈就伴有約1t廢水生成，而急冷、吸收、回收系統又需要大量的水做急冷水、吸收水和溶劑水，在這種情況下，高濃度、劇毒有機廢水——丙烯腈生產廢水的處理成為丙烯腈生產企業的最大難題之一。隨著國家對過程工業節水減排要求的日益嚴格，建設節水型和水環境友好型的化工企業，已經是丙烯腈生產企業面臨的最緊迫的任務。

國外開展丙烯腈廢水處理研究始于20世紀70年代，采用的主要方法有氧化法、生物法、吸附法等。目前我國處理該廢水的主要方法有：(1)焚燒法，其優點是處理徹底，但處理廢水的能耗高，焚燒一噸廢水的能耗費用在230-250元左右，而且實際操作過程中，由于燃燒產生有害氣體，引起二次污染和大氣污染，另外自身設備還容易結垢。(2)蒸發精餾法，其缺點是能耗高，處理不徹底，處理成本較高。(3)芬頓(Fenton)試劑法，過氧化氫與催化劑Fe²⁺構成的氧化體系稱為Fenton試劑，在Fe²⁺催化作用下，雙氧水能產生活潑的羥基自由基，從而引發自由基鏈反應，加快有機物和還原性物質的氧化，從而有效降低丙烯腈廢水中的COD，作為丙烯腈廢水的預處理是一種比較有效的方法，但是在該處理方法在操作過程中雙氧水易無效分解造成處理效率的下降和處理成本的提高，難以實現Fenton試劑對丙烯腈廢水的高效低成本處理。

此外，應用較多的還有加壓水解法+生化法、燃燒法+生化法、濕式催化氧化法+生化法等，現已不能滿足污染水處理要求，并且其存在許多弊端，如帶來的二次污染，設備投資大，能耗高、運行費用高等。因此，從技術可行性和經濟高效性角度出發，研究開發一種高效、實用、經濟的新型處理工藝顯得尤為重要。

膜分離技術已成為解決當代能源、資源和環境污染問題的重要高新技術之一。其中納濾(nanofiltration，簡稱NF)是20世紀80年代末期發展起來的一種新型膜分離技術，由于其特殊的孔徑范圍和制備的特殊處理化(如復合化、荷電化)，使得納濾膜具有較特殊的分離性能，納濾膜的應用十分經濟而且對環境友好，可應用于各種工業廢水的處理，如造紙廢水處理、印染廢水處理、食品廢水處理、核工業廢水處理、石化工業廢水處理等等。利用膜分離技術處理丙烯腈廢水，不但可以大大降低能耗、降低丙烯腈產品的生產成本、減少焚燒廢氣所產生的二次污染，而且還可以大幅度地提高我國丙烯腈裝置的技術水平，增強我國丙烯腈產品在國際市場上的競爭能力。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種高濃丙烯腈廢水納濾膜處理方法，操作簡單、能耗低、無二次污染，具有高效、經濟、對環境友好的優點。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種高濃丙烯腈廢水納濾膜處理方法，包括以下步驟：

1)首先向丙烯腈廢水中投加相對于廢水質量比為(0.1-15)∶100的絮凝劑水溶液，在轉速為20-300rpm下攪拌5min-2h，靜置1-24h，待絮體沉降至容器底部備用，絮凝劑水溶液為質量濃度為0.01％-5％的陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、氯化鐵、硫酸鋁鐵水溶液中任意一種或任意兩種任意比例的組合；

2)將步驟1)中經過絮凝處理后的廢水經過微濾膜或超濾膜去除廢水中的懸浮顆粒、絮體和丙烯腈低聚物，微濾膜或超濾膜材料為聚偏氟乙烯或聚丙烯腈；

3)選用截留分子量在100-3000(PEG)高分子納濾膜組件，對步驟2)中濾液在操作壓力0.5-2MPa、操作溫度為15-40℃條件下進行納濾操作，高分子納濾膜組件為卷式膜組件或平板式膜組件，高分子納濾膜組件中納濾膜是在聚砜超濾膜層上復合一層聚酰胺、聚醚或磺化聚砜材料活性分離層；

4)將步驟3)得到的濾出液再次裝于二級納濾系統中，選用截留分子量在100-3000(PEG)高分子納濾膜組件，在操作壓力0.4-2MPa、操作溫度為15-40℃條件下進行二級納濾操作，高分子納濾膜組件為卷式膜組件或平板式膜組件，高分子納濾膜組件中納濾膜是在聚砜超濾膜層上復合一層聚酰胺、聚醚或磺化聚砜材料活性分離層。