试论丙烯酸废水处理的综合工艺

2023-01-20

随着丙烯酸废水在多个行业的涉及, 对于丙烯酸废水的处理方法也被广泛讨论, 本文基于丙烯酸废水的自身特点, 从以下这些方面对其处理工艺做出相应的探讨。

1. 丙烯酸废水自身特点

丙烯酸废水酸性极强, 废水中COD值可达10000——100000mg/L, 特点为成分复杂、浓度高且具有非常大的毒性。同时, 丙烯酸废水的B/C值远远低于0.3, 并不具备很高的可生化性, 基于丙烯酸废水自身COD值较高的特点, 单一的处理工艺很难将废水处理后达到相关排放标准, 而由于废水中含有一小部分比重的乙酸可供回收利用, 因此, 研制出一套行之有效的处理工艺, 对于丙烯酸废水的处理无论是从经济价值角度, 还是环保角度都具有巨大意义。

2. 处理工艺

2.1 燃烧法

这是一种最传统也是最为直接有效的方法, 最大的缺点是造成了资源浪费, 同时成本较高、处理效率也比较低。

2.2 催化氧化法

这种工艺是通过在高温、高压的条件下, 配以催化剂的催化作用, 将废水中大量的有机物氧化分解成水和二氧化碳等小分子或一些无机物。传统的单一氧化法相比于催化氧化法来说, 需要更高的压力和温度, 同时反应的停留时间也更长。

通常在处理中采用过氧化氢作为反应的氧化剂。过氧化氢本身具有强氧化能力, 可以促进形成羟基自由基, 同时过氧化氢对共轭中的发色基团进行氧化, 产生断链的作用, 使废水中的大分子有机物转变成小分子的无机物, 最终达到使废水中COD值降低的作用。这其中, 水中的氢离子对过氧化氢的催化作用起协同作用, 可以使过氧化氢的氧化能力得到很大程度上提升, 所以, 废水在处理时要保证一定的弱酸性, 否则要经过事先的预处理向其中投加少量酸用来调节废水的p H值。同时, 过氧化氢还具有很好的脱色作用, 在处理纺织、涂料等一类废水时效果很好。采用催化氧化法对丙烯酸废水进行处理, COD去除率可以达到70%。

2.3 电渗析法

丙烯酸废水中含有一少部分的丙烯酸, 相比于其他的处理工艺, 采用电渗析法就能够很好地实现丙烯酸的回收和利用。采用电渗析法主要有以下两种方式:

2.3.1 一次提浓发:

通过丙烯酸废水的稀释溶液在电渗析器中进行循环浓缩达到提浓的目的, 采用生物膜的方式, 对废水进行浓缩处理, 具体通过对废水处理量对应的膜对数和膜面积进行计算, 来获取所需要的生物膜数量, 相比于其他处理方法, 采用生物膜进行的电渗析法要求更多, 成本也更高, 膜片需要定期进行更换, 优点是处理效果更好。

2.3.2 分级处理法:

采用这种方法可以得到一部分用于丙烯酸回收的浓相, 一部分可进行生化处理的稀相, 但需要耗费大量的电力资源。

采用电渗析法处理丙烯酸废水实现了对废水中丙烯酸的回收和利用, 同时还使废水处理结果达到了国家的排放标准, 增加经济效益的同时, 也实现了废水的循环利用。

2.4 浓缩-结晶-干燥法

丙烯酸废水属于高浓度的有机废水, 含有大量无机盐和有机物, 通过浓缩结晶的方法, 可以使其中含有的大量无机盐随着废水的浓缩而结晶析出。同时, 对废水进行浓缩, 可以得到高纯度的有机物, 这些有机物在经过高早处理后可以自燃, 同时在燃烧过程中会释放大量的热量, 也基于这点, 这些有机物可以代替一部分的化石燃料。

相比于传统简单的燃烧法, 这种方法成本更低, 同时还实现了废水中有机物和无机盐的回收和利用, 干燥过程中产生的蒸发水也可以冷凝回收利用, 作为冷却回用水或者是车间的冲洗水, 也可以用作供暖系统中的中水回用。

这种处理方法的核心设备就是多效蒸发器, 这种设备广泛应用于果汁、牛奶、制药、木糖、造纸黑液、乳酸等物质的蒸发和浓缩, 这些年来也被广泛应用在废水处理中, 设备的运行参数和自身主体结构直接影响了废水中COD的处理效果。

该设备由多个蒸发器来串联运行, 实现了多级蒸发和热能的多级利用, 大大提升了热能的利用效率, 具体流程分为逆流流程和错流流程。

2.5 生化法

生化法是现今污水处理中最为常用的一种处理方法, 相比于一般的膜法成本更低, 和其他的处理方法相比处理效果更好, 但同时生化法对废水本身的可生化性较高。一般的丙烯酸废水中有机物含量非常高, B/C比值远大于可生化的标准, 这就要求在采用生化法对污水进行处理之前要经过事先的预处理, 使COD值大大降低。常用的生化法有A/O法、UASB法等。采用生物法中的厌氧生物处理进行丙烯酸废水的处理时, 会产生一部分的沼气, 可以进行回收和利用。