丙烯酸及其酯类废水处理方法

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北极星节能环保网讯:近年来我国丙烯酸及其酯类工业发展迅速,2000年丙烯酸及其酯类总产量尚不足30万t,但到2010年已突破100万t大关,目前总产量约120万t。而每生产1t丙烯酸及其酯产品,约产生废水1.2t,即现在我国每年丙烯酸及酯类废水约在140万t左右。丙烯酸及其酯类废水的COD约30~80g/L,浓度较高;甲醛质量分数为1%~4%,毒性大;另外废水中含有丙烯酸、乙酸、甲醛、丙烯醛、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等多种有机物,成分复杂,这使得丙烯酸及其酯类废水处理十分困难。

目前处理丙烯酸及其酯类废水的主流方法是焚烧法,但是由于焚烧法的费用较高、且有二次污染,因此人们开发并研究了一些新的处理方法,如生物法、催化湿式氧化法等,用于处理丙烯酸及其酯类废水,取得了一定的进展。笔者将对这些方法作一简要介绍。

1焚烧法

焚烧法治理废水是将废水雾化后喷入高温燃烧炉中使水雾完全汽化,让废水中的有机物在炉内完全氧化,分解成CO2和H2O及少许无机物灰分,一般认为CODCr>100g/L,热值>10467J/g的有机废水采用焚烧法处理较其他方法更加经济合理,否则焚烧中需要补充辅助燃料。目前丙烯酸及其酯类废水主要依靠焚烧法处理,其一般工艺流程如图1所示。这样处理的1t废水,所需成本约200~300元。

丙烯酸及其酯类废水处理方法

焚烧法虽然工艺成熟,对废水水质波动抗冲击性强,但是也存在一些缺点,如:若COD以及燃烧值未达到直接燃烧的要求,需要额外的燃料油,增加处理费用;丙烯酸及其酯类废水中含有高盐分、硫、氮元素等,在燃烧过程中会形成熔融盐损坏燃烧设备,或产生SO2、SO3、NO2等气体,引起二次污染。

然而由于缺乏其他经济有效的处理手段,目前焚烧法还是丙烯酸及其酯类废水处理的主流方法,人们也只能通过其他方式对这种方法进行改进和完善,如:回收燃烧产生的热能可以产生很好的经济效益;采用先进的设备装置使其能够避免高浓度盐水的损坏;对燃烧工艺进行改进,使燃烧尽量完全,改进气体吸收和收集装置,减少或者避免二次污染。然而尽管做出了改进,相对于其他方法焚烧法处理丙烯酸及其酯类废水的费用仍然很高,二次污染也无法完全避免,因此需要研究处理丙烯酸及其酯类废水的新方法。

2催化湿式氧化法

催化湿式氧化技术是在传统湿式氧化基础上加入催化剂的一种处理废水的方法,相对于传统湿式氧化技术,它的反应温度以及反应压力较低,反应分解能力更高,对设备腐蚀性小、运行成本低。王向荣等采用催化湿式氧化技术处理丙烯酸废水,进水COD在40g/L,出水COD<100mg/L,处理费用在100~200元/t。工艺流程如图2所示。

丙烯酸及其酯类废水处理方法

目前应用湿式催化氧化法处理丙烯酸及酯类废水,由于催化剂活性降低或者其他原因,往往在运行一段时间后去除率开始降低,因此目前催化湿式氧化法处理丙烯酸及其酯类废水多处于研究阶段。袁霞光研制了TiO2-ZrO2复合载体并制备了催化剂,用小型固定床考察了其对丙烯酸废水的湿式氧化反应的效果:在270℃,7.0MPa,液态空速1.0h-1,处理COD为32g/L的丙烯酸废水可以直接达到排放标准,而452h的稳定性考察实验显示了其良好的稳定性。李万海等制备了复合催化剂MnO2-CuO-CeO2-Fe2O3,考察其在常温常压下以H2O2为氧化剂对丙烯酸及其酯类废水进行湿式氧化的效果。在反应时间10h,进水COD为80g/L的条件下,COD去除率为68%。

催化湿式氧化法无需考虑丙烯酸及其酯类废水的毒性,因此比较有应用前景;缺点是由于湿式催化氧化法处理废水的关键在于催化剂,专一性强,对进水条件限制较高,目前只有少数丙烯酸生产厂家采用这种方法。此外催化湿式氧化法处理废水需要高温高压条件,存在着安全隐患。

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