丙烯腈生產廢水處理技術研究進展
摘要:介紹了丙烯腈生產廢水的特點及丙烯腈生產廢水處理方法的最新研究進展,針對現有技術的局限,探討了該領域的未來的研究重點和方向。
關鍵詞: 丙烯腈, 廢水, 處理
丙烯腈是一種重要的化工原料，在 ABS 塑料、丁腈橡膠、腈綸纖維和合成樹脂等化工產品制造領域有著廣泛的應用。近年來，丙烯腈的生產規模不斷擴大，生產過程中產生的工業廢水引起的環境污染問題，日益引起人們的重視。研究表明，水環境中微量丙烯腈的存在，會造成水體的高毒性和潛在的“三致”毒性[1]，在我國確定的優先控制有毒化學品名單和水中優先控制污染物黑名單中，丙烯腈均位列其中[2]。因此，丙烯腈生產廢水處理已成為相關企業的當務之急。
目前，國內生產丙烯腈經典工藝是丙烯氨氧化法（又稱 sohio 法），即以丙烯、氨氣和空氣為主要原料，在一定反應條件和催化劑的作用下，生成丙烯腈，副產物主要為乙腈和氫氰酸[3]。此工藝生產過程中產生丙烯腈廢水污染物成分極其復雜，有機物含量非常高。初步的分析表明，廢水中通常含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯醛、氰基吡啶、反丁烯二腈、琥珀腈、馬來酰亞胺、氨氮、硫酸鹽以及大量的聚合物[4-5]。COD 幾千到幾十萬 mg•L-1。高氰化物（或腈化物）含量是丙烯腈廢水的一個重要特征。含量一般為幾百到幾千 mg•L-1。這些含氰化合物對于微生物有很強的毒性和抑制作用，直接排入生化處理系統會對系統造成很大的沖擊。TN含量高是丙烯腈廢水另一顯著特點。在所有污染物中約能占到20%。這些氮素排放到水體中，必然造成水體富營養化，威脅水質安全。丙烯腈廢水中最難處理的污染物是聚合物。它主要來自于腈類物質的低分子聚合物或共聚物。這些聚合物在水中一般以膠體態或溶解態形式存在，難以水解并被微生物利用，無法得到有效去除，是造成丙烯腈廢水 COD 排放不達標的主要原因[6]。
丙烯腈生產廢水屬于公認的難降解高濃度有機廢水，隨著各國對于工業廢水排放要求的不斷提高，丙烯腈廢水的達標排放已經成為制約丙烯腈生產企業發展的重要因素，因此，國內外學者相繼研究和開發了一系列處理技術方法。本文對這些處理方法的最新研究進展進行了評述，并探討了此領域未來的研究重點和方向。1氧化法1.1超臨界水氧化法超臨界水氧化法對于高濃度有機有毒廢水有著良好的處理效果，可在很短時間內，將有機物幾乎全部氧化分解，生成無害的CO2、H2O、N2等產物，而 S元素則生成無機鹽等沉淀物[7]。韓國學者 Young HoShin等[8]采用此技術對丙烯腈廢水的處理進行了實驗研究。結果表明，在 552 ℃、25 MPa 條件下，15 s內廢水中 TOC 的去除率即達到 97%以上
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