專利名稱：高濃度丙烯腈廢水的處理方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高濃度丙烯腈廢水的處理方法和裝置，尤其涉及到用還原藥劑還原處理高濃度丙烯腈廢水的方法和裝置。
背景技術：
丙烯腈是一種重要的有機化工產(chǎn)品，是合成纖維、合成橡膠、塑料等合成材料基本且重要的原料，在高分子合成工業(yè)中有廣泛的應用。丙烯腈聚合物和衍生物也廣泛應用于建材及日用品生產(chǎn)領域。但是，由于在丙烯腈生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生的大量的、有劇毒作用的工業(yè)廢水，丙烯腈在人體內(nèi)能夠析出氰根，對人體健康會產(chǎn)生巨大的危害，因此，丙烯腈生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水會引起環(huán)境的污染。鑒于丙烯腈的高毒性和“三致”毒性，丙烯腈已被列入我國優(yōu)先控制的有毒化學品的名單以及水中優(yōu)先控制的污染物的黑名單。目前，高濃度丙烯腈廢水的處理成為在水處理領域備受關注的一個問題?！つ壳埃瑖鴥?nèi)處理丙烯腈廢水的主要方法為焚燒法，其優(yōu)點是簡單徹底，其缺點是，能耗費用高，易產(chǎn)生二次污染。其他的處理方法或者說在研究的處理方法有
(I)濕式催化氧化法，其原理是利用催化劑的催化作用，在一定的溫度和壓力下進行催化氧化反應，加快反應速率，提高氧化能力，從而快速有效地去除污染物；其缺點是，對設備的要求高，投資大，催化劑的應用可能帶來二次污染問題。(2)精餾法，其原理是利用不同的物質具有不同的沸點這一特點，在廢水被加熱的過程中，在不同溫度下分離出不同的物質。其缺點是，應用此方法的設備比較復雜，能耗高并且處理的不徹底。(3)生物法，該方法的優(yōu)點是費用低廉，但是，它只適用于低濃度可降解的丙烯腈廢水，并且還需要克服丙烯腈降解菌種的培養(yǎng)和選擇的問題，需要對現(xiàn)有的生物處理工藝進行改進。本行業(yè)內(nèi)專業(yè)人員的普遍看法是，將生物法與物理法、化學法聯(lián)合進行處理可能是解決丙烯腈廢水處理問題的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種利用還原藥劑處理高濃度丙烯腈廢水的方法，該方法能夠有效處理高濃度丙烯腈廢水中的丙烯腈，具有處理效率高、操作簡單、能耗低、無二次污染的特點。本發(fā)明的再一目的是，提供利用所述的方法進行處理的
>J-U ρ α裝直。本發(fā)明所述的高濃度丙烯腈廢水通常是指廢水中丙烯腈含量> 100mg/L的工業(yè)廢水。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案如下。一種高濃度丙烯腈廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟
(I)配置還原藥劑溶液，控制還原藥劑溶液的濃度為50 200g/L ；(2)將高濃度丙烯腈廢水的pH調節(jié)為7.O 8. O，然后加入步驟(I)配置的還原藥劑溶液，將還原藥劑質量與丙烯腈質量的比控制在3 10 ;
(3)將步驟(2)添加了還原藥劑溶液的高濃度丙烯腈廢水在轉速為50 300rpm的條件下進行攪拌，反應停留大于5分鐘。 進一步，步驟(I)所說的還原藥劑為亞硫酸鈉。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案如下。一種高濃度丙烯腈廢水的處理裝置，其特征在于，包括反應單元、pH控制單元、藥劑輸入單元和液位控制單元；所述反應單元含有反應器、攪拌器，所述反應器的上部設有廢水輸入口，下部設有處理后的水輸出口，在所述反應器中安裝有與pH控制器連接的pH探頭以及與出水泵連接的液位控制器；所述反應器上部的廢水輸入口通過管道與進水泵、進 水閥門、進水流量計連接，所述反應器下部的處理后的水輸出口通過管道與出水閥門和出水泵連接；所述pH控制單元含有堿液儲罐、補堿泵、補堿閥門和酸液儲罐、補酸泵、補酸閥門以及PH探頭、pH控制器，所述堿液儲罐通過補堿泵和補堿閥門用管道連接至反應器的上部，所述酸液儲罐通過補酸泵和補酸閥門用管道連接至反應器的上部；所述PH控制器與補堿泵、補酸泵及PH探頭連接；所述藥劑輸入單元含有還原藥劑溶液儲罐、加藥泵和加藥控制閥門，所述還原藥劑溶液儲罐通過加藥泵、加藥控制閥門用管道連接至反應器的上部；所述液位控制單元含有液位控制器和出水泵，所述液位控制器設置有液位警戒線，通過反應器內(nèi)的液位是否達到液位警戒線來控制出水泵的自動啟動與停止。進一步，在所述進水泵與所述進水閥門之間的管道上設有進水口取樣閥門。進一步，在所述處理后的水輸出口與所述出水閥門之間的管道上設有出水口取樣閥門。進一步，所述的pH探頭設置在反應器內(nèi)補堿進口和補酸進口的下方。本發(fā)明的積極效果是
(I)采用還原藥劑溶液對高濃度丙烯腈廢水中的丙烯腈進行還原去除，反應速率快，在常溫常壓即可反應進行處理。(2)處理設施占地面積小，操作簡單，能耗低、無二次污染，對高濃度丙烯腈廢水的處理效果好。(3)與現(xiàn)有的處理方法相比較具有明顯的積極效果，可用于工業(yè)化治理。


附圖I為本發(fā)明高濃度丙烯腈廢水的處理裝置的結構示意圖。圖中的標號分別為
I、進水泵；2、進水閥門；3、進水流量計；4、堿液儲罐；5、酸液儲罐；
6、補堿泵；7、補酸泵；8、pH探頭；9、液位控制器；10、攪拌器；
II、ρΗ控制器；12、反應器；13、加藥泵；14、還原藥劑溶液儲罐；
15、出水泵；16、進水口取樣閥門；17、出水口取樣閥門；18、出水閥門；
19、加藥控制閥門；20、補堿閥門；21補酸閥門。
具體實施方式
以下結合附圖介紹本發(fā)明的具體實施過程，但是，本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。參見圖I。一種高濃度丙烯腈廢水的處理裝置，包括反應單元、pH控制單元、藥劑輸入單元和液位控制單元。所述反應單元包括反應器、攪拌器，在所述反應器12的上部設置廢水輸入口，在所述反應器12的下部設置處理后的水輸出口，在所述反應器12中安裝與pH控制器11相連接的PH探頭8以及與出水泵15連接的液位控制器9。將所述反應器12上部的廢水輸入口通過管道與進水泵I、進水閥門2、進水流量計3連接；在實施中，可在所述進水泵I與所述進水閥門2之間的管道上設置一個進水口取樣閥門16。將所述反應器12下部的處理后的水輸出口通過管道與出水閥門18和出水泵15連接；實施中，可在所述處理后的水輸出口與所述出水閥門18之間的管道上設置一個出水口取樣閥門17。所述pH控制單元包括堿液儲罐4、補堿泵6、補堿閥門20和酸液儲罐5、補酸泵7、 補酸閥門21以及pH探頭8、pH控制器11，所述堿液儲罐4通過補堿泵6和補堿閥門20用管道連接至反應器12的上部，所述酸液儲罐5通過補酸泵7和補酸閥門21用管道連接至反應器12的上部；所述pH控制器11與補堿泵6、補酸泵7及pH探頭8連接。具體實施中，可將所述的PH探頭8設置在反應器12內(nèi)補堿進口和補酸進口的下方。所述藥劑輸入單元包括還原藥劑溶液儲罐14、加藥泵13和加藥控制閥門19，將所述還原藥劑溶液儲罐14通過加藥泵13、加藥控制閥門19用管道連接至反應器12的上部。所述液位控制單元包括液位控制器9和出水泵15，所述液位控制器9設置有液位警戒線，通過反應器12內(nèi)的液位是否達到液位警戒線來控制出水泵15的自動啟動與停止。實施中，采用的各種泵、閥門、進水流量計3、pH探頭8、液位控制器9、攪拌器10、PH控制器11等部件可采用現(xiàn)在市場有供應的相應部件。本發(fā)明高濃度丙烯腈廢水的處理裝置的工作過程為
(I)啟動進水泵1，將高濃度丙烯腈廢水通過管道由進水泵I提升經(jīng)進水閥門2、進水流量計3輸入反應器12，通過進水閥門2可調節(jié)進水的流量；通過進水口取樣閥門16可對高濃度丙烯腈廢水進行取樣分析。(2)在pH控制器11的控制下向反應器12內(nèi)補堿和補酸并將反應器12內(nèi)的高濃度丙烯腈廢水的PH控制為7. O 8. O :由pH探頭8對廢水進行實時監(jiān)測并將監(jiān)測信號傳輸至PH控制器11，當pH超出設定范圍時，pH控制器11便啟動補堿泵6和/或補酸泵7向反應器12中補堿和/或補酸，當pH回復至設定范圍時，pH控制器11便停止補堿和/或補酸。(3)通過加藥泵13向反應器12內(nèi)加入還原藥劑溶液儲罐14內(nèi)配置的還原藥劑溶液。(4)在對反應器12內(nèi)的高濃度丙烯腈廢水進行攪拌處理中，當反應器12內(nèi)的液位上升至設定的液位警戒線時，出水泵15自動啟動出水，當反應器12內(nèi)液位下降至警戒線以下時，出水泵15自動停止，從而保證對反應器12內(nèi)高濃度丙烯腈廢水的正常處理。(5)經(jīng)反應器12處理后的水可通過出水閥門18再由出水泵15排出。應用實施例I
采用上海某石化企業(yè)聚醚生產(chǎn)工藝排放的高濃度丙烯腈廢水，廢水中含有大量丙烯腈、乙腈、苯乙烯等有害物質，其中，丙烯腈濃度為134mg/L。應用本發(fā)明的高濃度丙烯腈廢水的處理方法和處理裝置對上述高濃度丙烯腈廢水進行處理，具體的處理步驟包括
(I)配置亞硫酸鈉溶液，控制亞硫酸鈉溶液的濃度為200g/L。(2)將高濃度丙烯腈廢水的pH調節(jié)為7. O 8. O之間，然后加入步驟(I)配置的亞硫酸鈉溶液，將亞硫酸鈉與丙烯腈的質量比控制在3。(3)將步驟(2)添加了亞硫酸鈉溶液的高濃度丙烯腈廢水在轉速為50 300rpm的條件下進行攪拌，反應停留5分鐘。對處理后廢水的檢測結果 經(jīng)過還原藥劑的還原處理之后，上述高濃度丙烯腈廢水中丙烯腈的濃度低于檢出限(< O. 05mg/L)。應用實施例2
采用上海某石化企業(yè)聚醚生產(chǎn)工藝排放的高濃度丙烯腈廢水，廢水中含有大量丙烯腈、乙腈、苯乙烯等有害物質，其中，丙烯腈濃度為230mg/L。應用本發(fā)明的高濃度丙烯腈廢水的處理方法和處理裝置對上述高濃度丙烯腈廢水進行處理，具體的處理步驟包括
(I)配置亞硫酸鈉溶液，控制亞硫酸鈉溶液濃度為100g/L。(2)將高濃度丙烯腈廢水的pH調節(jié)為7. O 8. O之間，然后加入步驟(I)配置的亞硫酸鈉溶液，將亞硫酸鈉與丙烯腈的質量比控制在4。(3)將步驟(2)添加了亞硫酸鈉溶液的高濃度丙烯腈廢水在轉速為50 300rpm的條件下進行攪拌，反應停留10分鐘。對處理后廢水的檢測結果
經(jīng)過還原藥劑的還原處理之后，上述高濃度丙烯腈廢水中丙烯腈的濃度低于檢出限(< O. 05mg/L)。應用實施例3
采用上海某石化企業(yè)聚醚生產(chǎn)工藝排放的高濃度丙烯腈廢水，廢水中含有大量丙烯腈、乙腈、苯乙烯等有害物質，其中，丙烯腈濃度為190mg/L。應用本發(fā)明的高濃度丙烯腈廢水的處理方法和處理裝置對上述高濃度丙烯腈廢水進行處理，具體的處理步驟包括
(I)配置亞硫酸鈉溶液，控制亞硫酸鈉溶液濃度為50g/L。(2)將高濃度丙烯腈廢水的pH調節(jié)為7. O 8. O之間，然后加入步驟(I)配置的亞硫酸鈉溶液，將亞硫酸鈉與丙烯腈的質量比控制在10。(3)將步驟(2)添加了亞硫酸鈉溶液的高濃度丙烯腈廢水在轉速為50 300rpm的條件下進行攪拌，反應停留5分鐘。對處理后廢水的檢測結果
經(jīng)過還原藥劑的還原處理之后，上述高濃度丙烯腈廢水中丙烯腈的濃度低于檢出限(< O. 05mg/L)。應用實施例I 3的結果證明，本發(fā)明的高濃度丙烯腈廢水的處理方法和處理裝置對高濃度丙烯腈廢水具有較好的處理效果。
權利要求
1.一種高濃度丙烯腈廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)配置還原藥劑溶液，控制還原藥劑溶液的濃度為50 200g/L； (2)將高濃度丙烯腈廢水的pH調節(jié)為7.O 8. 0，然后加入步驟(I)配置的還原藥劑溶液，將還原藥劑質量與丙烯腈質量的比控制在3 10 ; (3)將步驟(2)添加了還原藥劑溶液的高濃度丙烯腈廢水在轉速為50 300rpm的條件下進行攪拌，反應停留大于5分鐘。
2.根據(jù)權利要求I所述的高濃度丙烯腈廢水的處理方法，其特征在于，步驟(I)所說的還原藥劑為亞硫酸鈉。
3.一種高濃度丙烯腈廢水的處理裝置，其特征在于，包括反應單元、pH控制單元、藥劑輸入單元和液位控制單元；所述反應單元含有反應器(12)、攪拌器(10)，所述反應器(12)的上部設有廢水輸入口，下部設有處理后的水輸出口，在所述反應器(12)中安裝有與pH控制器(11)連接的PH探頭(8)以及與出水泵(15)連接的液位控制器(9);所述反應器(12)上部的廢水輸入口通過管道與進水泵(I)、進水閥門(2 )、進水流量計(3 )連接，所述反應器(12)下部的處理后的水輸出口通過管道與出水閥門(18)和出水泵(15)連接；所述pH控制單元含有堿液儲罐(4)、補堿泵(6)、補堿閥門(20)和酸液儲罐(5)、補酸泵(7)、補酸閥門(21)以及pH探頭(8)、pH控制器(11)，所述堿液儲罐(4)通過補堿泵(6)和補堿閥門(20)用管道連接至反應器(12)的上部，所述酸液儲罐(5)通過補酸泵(7)和補酸閥門(21)用管道連接至反應器(12)的上部；所述pH控制器(11)與補堿泵(6)、補酸泵(7)及pH探頭(8)連接；所述藥劑輸入單元含有還原藥劑溶液儲罐(14)、加藥泵(13)和加藥控制閥門(19)，所述還原藥劑溶液儲罐(14)通過加藥泵(13)、加藥控制閥門(19)用管道連接至反應器(12)的上部；所述液位控制單元含有液位控制器(9 )和出水泵(15 )，所述液位控制器(9 )設置有液位警戒線，通過反應器(12)內(nèi)的液位是否達到液位警戒線來控制出水泵(15)的自動啟動與停止。
4.根據(jù)權利要求3所述的高濃度丙烯腈廢水的處理裝置，其特征在于，在所述進水泵(I)與所述進水閥門(2 )之間的管道上設有進水口取樣閥門(16 )。
5.根據(jù)權利要求3所述的高濃度丙烯腈廢水的處理裝置，其特征在于，在所述處理后的水輸出口與所述出水閥門(18 )之間的管道上設有出水口取樣閥門(17 )。
6.根據(jù)權利要求3所述的高濃度丙烯腈廢水的處理裝置，其特征在于，所述的pH探頭(8)設置在反應器(12)內(nèi)補堿進口和補酸進口的下方。
全文摘要
本發(fā)明高濃度丙烯腈廢水的處理方法，其步驟包括⑴配置亞硫酸鈉溶液，控制亞硫酸鈉溶液的濃度為50～200g/L；⑵將高濃度丙烯腈廢水的pH調節(jié)為7.0～8.0，然后加入配置的亞硫酸鈉溶液；⑶將添加了亞硫酸鈉溶液的高濃度丙烯腈廢水在轉速為50～300rpm的條件下進行攪拌，反應停留大于5分鐘。本發(fā)明的處理裝置包括反應單元、pH控制單元、藥劑輸入單元和液位控制單元。本發(fā)明采用還原藥劑溶液對高濃度丙烯腈廢水中的丙烯腈進行還原去除，反應速率快，在常溫常壓即可反應進行處理；處理設施占地面積小，操作簡單，能耗低、無二次污染，對高濃度丙烯腈廢水的處理效果好，可用于工業(yè)化治理。
文檔編號C02F1/58GK102874913SQ20121035261
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權日2012年9月21日
發(fā)明者員帥波, 劉琴, 瞿賢, 康健靈, 王曉青, 趙延飛, 王喬, 周珉 申請人:上海化學工業(yè)區(qū)中法水務發(fā)展有限公司