[發(fā)明專利]一種高濃丙烯腈廢水的膜技術(shù)集成處理方法

有效

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• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104045177A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李繼定;鄭冬菊;秦琳;蔡衛(wèi)濱;展俠;楊正金;王濤;房滿權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C02F1/44
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)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的膜技術(shù)集成處理方法。

背景技術(shù)

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(chǎn)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。隨著我國加入WTO，國內(nèi)紡織品出口逐年上升，帶動了國內(nèi)丙烯腈的生產(chǎn)，從2000年至今，國內(nèi)的丙烯腈產(chǎn)能每年都以10萬噸以上的速度遞增。目前，丙烯腈產(chǎn)能在140萬噸左右，每生成1噸丙烯腈就伴有約1噸廢水生成，隨著國家對過程工業(yè)節(jié)水減排要求的日益嚴(yán)格，建設(shè)節(jié)水型和水環(huán)境友好型的化工企業(yè)，已經(jīng)是丙烯腈生產(chǎn)企業(yè)面臨的最緊迫的任務(wù)。由于廢水中含有高濃度有機(jī)物、丙烯腈低聚物、氰根等，使得丙烯腈生產(chǎn)廢水成為高濃度、劇毒有機(jī)廢水，其處理是丙烯腈生產(chǎn)企業(yè)的最大難題之一。

丙烯腈廢水處理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使用焚燒和四效蒸發(fā)的方法，此法不僅成本高，而且焚燒產(chǎn)生CO₂和NO_x又帶來廢氣污染。還有一些研究利用萃取與超臨界CO₂分離的方法處理含氰廢水，但仍有許多問題無法解決，難以實(shí)現(xiàn)對丙烯腈廢水的高效低成本處理。

此外，丙烯腈廢水處理中應(yīng)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(xiàn)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(shè)備投資大，能耗高、運(yùn)行費(fèi)用高等。因此，應(yīng)從技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)高效性角度出發(fā)，研究開發(fā)一種高效、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的丙烯腈廢水處理方法。

膜分離技術(shù)兼有分離、濃縮、純化、精制的功能，其過程高效、節(jié)能、易于控制，能為含氰廢水提供一條嶄新途徑。從20世紀(jì)70年代開始，在國外就有在制藥行業(yè)成功使用膜分離技術(shù)處理含氰廢水的實(shí)例，處理后的廢水中氰根含量一般都小于1mg/L，完全符合排放標(biāo)準(zhǔn)。膜技術(shù)中的納濾、反滲透由于其特殊的孔徑范圍和制備的特殊處理化(如復(fù)合化、荷電化)，使得納濾、反滲透具有較特殊的分離性能，可應(yīng)用于各種工業(yè)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(yè)廢水處理、石化工業(yè)廢水處理等等。但單獨(dú)使用納濾處理丙烯腈反應(yīng)工藝水，容易產(chǎn)生嚴(yán)重的膜污染，經(jīng)過一段時間的運(yùn)行，廢水中的低聚物會粘附在膜表面并加速濃差極化，導(dǎo)致膜壽命縮短，因此，利用膜分離技術(shù)的集成，研究一種能有效降低膜污染的丙烯腈廢水處理方法，對于工業(yè)生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)都有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供了一種高濃丙烯腈廢水的膜技術(shù)集成處理方法，具有操作簡單、能耗低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種高效、經(jīng)濟(jì)、對環(huán)境友好的廢水處理新技術(shù)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種高濃丙烯腈廢水的膜技術(shù)集成處理方法，包括以下步驟：

步驟1)：經(jīng)換熱器將丙烯腈廢水換熱冷卻至不高于45℃，進(jìn)入原水箱靜置備用；

步驟2)：將原水箱中的廢水經(jīng)過高效過濾器進(jìn)行預(yù)處理，高效過濾器用于捕集0.5μm以下的顆?；覊m及懸浮物，對后續(xù)的膜分離單元起到保安過濾的作用；

步驟3)：將預(yù)處理后的廢水經(jīng)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；

步驟4)：丙烯腈廢水濾液經(jīng)增壓泵進(jìn)入納濾系統(tǒng)中，選用截留分子量在200-1000高分子納濾膜組件，對步驟3)中濾液在操作壓力0.4-2MPa、操作溫度為15-40℃條件下進(jìn)行納濾操作；

步驟5)：將步驟4)得到的濾出液置于反滲透系統(tǒng)中，選用脫鹽率95-99.8％的高分子反滲透膜組件，在操作壓力0.3-3MPa、操作溫度為15-40℃條件下進(jìn)行反滲透操作。

所述的換熱器為高效板面式換熱器。

所述的微濾膜或超濾膜材料為聚偏氟乙烯或聚丙烯腈。

所述的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(fù)合一層聚酰胺、聚醚、磺化聚砜材料中的任意一種高聚物活性分離層。

所述的高分子反滲透膜組件為卷式膜組件或平板式膜組件，高分子反滲透膜組件中反滲透膜是在聚砜超濾膜層上復(fù)合一層聚酰胺、聚醚、磺化聚砜材料中的任意一種高聚物活性分離層。