电化学法处理丙烯腈废水研究

AO2工艺处理丙烯腈生产废水的实验研究的开题报告一、课题背景随着社会的不断发展，人们对能源、化工、纺织、医药等行业的需求也越来越大。

其中，丙烯腈作为一种重要的有机化学品，广泛应用于纺织、塑料、橡胶、化纤、合成树脂、橡胶、涂料等领域。

然而，在丙烯腈生产过程中，往往会产生大量的废水，其中含有大量的有机物和废水，对环境造成极大的污染。

因此，在目前的环境保护和绿色化发展的大趋势下，如何高效、稳定地处理这些丙烯腈生产废水已成为化工行业必须面对的一个重要课题。

二、研究目的与意义针对丙烯腈废水处理这一问题，通过对现有的处理方法进行分析和研究，本研究将针对AO2工艺处理丙烯腈废水进行实验研究探索。

我们的研究目的是应用AO2工艺对丙烯腈生产废水进行高效、稳定的处理，降低废水中COD和NH4+-N的浓度，减少对环境的污染。

在工业生产过程中，处理废水经济成本和治理效果一直是困扰企业和政府的难题。

此次研究的意义在于运用AO2工艺为丙烯腈废水的治理提供一种新的治理方法。

而AO2工艺也可以为其他有机废水治理提供一种新的思路和方向。

三、研究内容与方法本研究将采用实验方法，对AO2工艺处理丙烯腈废水的去除率、COD和NH4+-N的变化情况进行系统的监测和评估。

具体实验内容将涉及以下三个方面：1、对丙烯腈废水的理化性质进行检测。

2、运用AO2工艺进行实验处理，探究其处理效果和影响因素。

3、对AO2工艺处理措施的优化进行实验和分析。

四、研究预期结果和意义本研究的预期结果是借助AO2工艺去除丙烯腈废水中COD和NH4+-N的浓度，从而实现丙烯腈废水的有效治理。

同时，该研究可以探索一种新的实验方法，促进丙烯腈废水处理技术的创新和进步。

从而为环保方面走向绿色化发展提供一种可行的方法和技术支持。

五、进度安排本研究计划在三个月内完成。

具体进度安排如下：第一周：阅读丙烯腈废水处理方案及理论知识；第二周-第三周：接触实验操作规程，熟悉AO2工艺处理措施；第四周-第六周：进行实验，监测废水的理化性质；第七周-第八周：进行AO2处理实验，监测废水去除率和COD等变化情况；第九周：对AO2工艺进行优化和改良；第十周：结果整理和论文撰写；第十一周：论文修改和完善；第十二周：论文定稿并完成验收。

丙烯氰废水处理技术及工艺研究进展摘要：介绍了丙烯氰废水处理技术的发展以及工矿企业应用工艺的现状，阐述了丙烯氰废水的特性以及主要处理方法，并提出了大庆油田丙烯氰废水处理技术的建议，对丙烯氰废水处理技术的创新和改进具有重要的指导意义。

关键词：丙烯氰废水氰化物处理技术工艺研究1 丙烯腈废水来源及特性丙烯氨氧化法废水主要来自两段急冷塔和脱氰组分塔的废水。

一段急冷塔，用水洗去反应气中的聚合物和催化剂粉尘。

该段污水经催化剂沉降后，产生高浓度含氰废水。

废水中含有丙烯腈、乙腈、氢氰酸、丙烯醛、乙醛、丙腈及大量聚合物等。

反应气经一段急冷塔洗涤后进入二段急冷塔，用稀硫酸洗涤以吸收反应中的氨(NH3)，二段急冷塔排除的废水即为二段急冷废水(硫氨废水)。

二段急冷废水含有20%左右的硫酸铵，另外含有同一段急冷废水相近的污染物，只是污染物浓度要低很多。

其中丙烯腈属于我国确定的58种优先控制和美国EPA规定的114种优先控制的有毒化学品之一，是有毒难降解有机污染物。

在环境中残留时间长，对环境的潜伏性影响大，对人体有较大危害。

暴露在低浓度丙烯腈环境中神经系统、心血管系统、呼吸系统症状明显，出现头疼、头晕、心悸、胸闷、失眠、咽痛、腹痛等自觉症状，并可能对中枢神经、植物神经系统、肝脏有一定影响。

调查结果显示出植物神经系统受到伤害的早期表现，并且证实AN有潜在血液毒性。

2 主要处理工艺的原理及应用评价2.1化学法（1）混凝法。

通过混凝处理去除悬浮物和能够混凝沉降的胶态有机物。

只能去除部分COD，并不能提高废水的可生化性。

只能作为预处理手段，减轻后续处理单元的负荷。

（2）化学氧化法。

常用的氧化剂有双氧水（以二价铁离子为催化剂，即Fenton 试剂、臭氧、液氯、次氯酸钙、二氧化氯和高铁酸钾。

湿式催化氧化法是在传统的湿式氧化体系中加入催化剂，利用催化剂的催化作用，加快废水中有机物与氧化剂间的反应，使废水中的有机物及含N、S等的毒物氧化成CO2、N2、SO2、H2O，并同时脱臭、脱色及杀菌消毒，从而达到净化处理废水的目的。

铁促双电极电化学氧化处理丙烯腈生产废水的研究褚衍洋1,张钦辉2,钱翌1,白卯娟1(1 青岛科技大学环境与安全工程学院,青岛 266042;2 华东理工大学资源与环境工程学院,上海 200237)摘要:采用钛基二氧化锡(Ti SnO 2)和金属铁构成组合阳极,并以石墨为阴极,研究了铁促双电极电化学氧化处理丙烯腈生产废水的效果及反应过程的相关规律.结果表明,与传统电化学氧化相比,采用组合阳极的双电极氧化过程获得了更高的有机物去除率并提高了电流效率.在相同电压下,当不外加H 2O 2时,C OD 去除率比采用传统电化学氧化提高11 0%~13 8%,电流效率提高8 0%~15 0%,而当外加H 2O 2浓度为2200mg L -1,且电压为4 0V 时,COD 去除率达74 6%,TOC 去除率达67 9%.随着外加H 2O 2浓度的增加,COD 和TOC 去除率增加.反应初始阶段H 2O 2浓度较高而Fe 2+浓度很低,随反应时间延长H 2O 2浓度迅速下降而Fe 2+浓度则逐渐升高.反应过程中H 2O 2与Fe 2+浓度变化速率与电压密切相关.H 2O 2初始浓度一定的情况下,阳极通电时间对电流效率影响显著.双电极电化学氧化对丙烯腈生产废水色度也具有良好的去除作用.铁促双电极电化学氧化为有机废水的处理提供了一个新的选择.关键词:铁促;双电极;电化学氧化;丙烯腈;废水中图分类号:X783 文献标识码:A 文章编号:0250 3301(2009)07 1949 06收稿日期:2008 08 03;修订日期:2008 11 11基金项目:国家自然科学基金项目(50808103)作者简介:褚衍洋(1975~),男,博士,主要研究方向为电化学技术在环境工程中的应用,E mail:cyyf200611@qus Electrochemical Oxidation of Dual Electrodes with Iron Promoting Used for the Treatment of Wastewater from Acrylonitrile ProductionCHU Yan yang 1,ZHANG Qin hui 2,QIAN Yi 1,B AI Mao juan1(1.School of Environ ment and Safety Engineering,Qingdao Universi ty of Science and Technology,Qingdao 266042,China; 2.College of Resource and Environmental Engineering,East China Uni versity of Science and Technology,Shanghai 200237,China)Abstract :Effects and laws of electrochemical oxidati on of dual electrodes with iron p romoting for the treatment of wastewater from acrylonitrile production were investigated using Ti SnO 2+Fe as combined anodes and graphite as pared wi th traditional electrochemical oxidation,the higher removal of organic pollutants and current efficiency were obtained via oxidati on of dual electrodes.Through the process COD removal efficiency and current efficiency were enhanced by 11 0% 13 8%and 8 0% 15 0%respectively ,referred to the results from traditional electrochemical oxidation under conditions of the same voltage and no hydrogen peroxide added.With 2200mg L -1hydrogen perox ide and voltage of 4 0V,COD and TOC removal efficiencies increased to 74 6%and 67 9%respectively,and with the increase of hydrogen perox ide,both were enhanced obviously.During the initial reaction period,the higher hydrogen peroxide concentration and the lower Fe 2+concentration were detected,and with reaction time i ncreased,hydrogen peroxide concentration decreased rapidly and Fe 2+concentration increased gradually.The voltage value had great effect on the concen trations of hydrogen peroxide and Fe 2+,and the curren t efficiency was affected obviously by the time of current passed through iron anode under certain ini tial dosage of hydrogen perox ide.The better color removal was also obtained from electrochemical oxidation of dual electrodes.The electrochemical ox idation of dual electrodes with iron promotin g presents a new alternative for the treatment of organic wastewater.Key words :iron promoting;dual electrodes;electrochemical oxidati on;acrylonitrile;wastewater目前工业废水中难降解有机物的去除仍然是水污染控制领域中具有挑战性的课题.利用各类高级氧化技术降解水中有机污染物已经成为重要的研究方向[1,2].在各类高级氧化技术中,电化学氧化对废水中有机物、氨氮和色度均有良好的处理效果,既可作为深度处理的方法,亦可作为一种预处理方法,但较高的能耗限制了该法在工程中的广泛应用[3~5].在电化学氧化过程中,有机物的降解主要通过阳极的间接氧化或直接氧化[6],而阴极主要发生各类还原反应.其中氧气的阴极电化学还原可能发生两类反应[7,8]:4电子转移还原为水或2电子转移还原为H 2O 2.若能够在发挥阳极氧化降解有机物的基础上,将Fe 2+引入有机废水中,并使氧气在阴极还原为H 2O 2或通过外加H 2O 2,则在同一体系下可以同时实现阳极氧化和电Fenton 氧化[9,10],即 铁促双电极氧化 ,以提高有机物去除效率并降低能耗.为实现铁促双电极氧化,本实验中阳极由析氧电位较高,且具有较好催化活性的电极材料Ti SnO 2[11,12]与铁并联组成.丙烯腈作为一种重要的化工原料,广泛应用于第30卷第7期2009年7月环 境 科 学ENVIRONME NTAL SCIENCEVol.30,No.7Jul.,2009制造腈纶纤维、丁腈橡胶、ABS 工业塑料和合成树脂等领域.但是其在生产过程中有大量废水排放.该废水可生化性低,属难生物降解有机废水,其有机污染组分主要包括丙烯腈、乙腈、丙烯醛、乙酸、乙酸胺等小分子物质.本研究以丙烯腈生产废水为对象,在传统电化学氧化基础上,首次采用组合阳极(Ti SnO 2+Fe),实现了阳极氧化和电Fenton 氧化的一体化,并获得了较好的效果.1 材料与方法1 1 Ti SnO 2电极的制备取钛基体用砂纸打磨以获得粗糙表面使涂层具有牢固的结合力,然后置于沸腾的5%碳酸钠溶液中除油240min,在浓度10%,温度为80~100 的草酸溶液中除锈240min,用蒸馏水冲洗、凉干置于乙醇中备用;将SnCl 2饱和的丙醇溶液均匀涂刷在处理过的钛片上,放入马弗炉内600 下加热10min,如此反复涂刷和加热10次,最后放入马弗炉内于600 下加热60min,使涂层充分氧化后即制成Ti SnO 2电极(60mm 4mm).1 2 废水水质实验过程中所使用的丙烯腈废水水质如表1所示.由B OD 5 COD=0 24可知该废水可生化性低,不适合直接采用生物法处理,故本研究采用了高级氧化技术,其研究结果对其它有机废水的降解也具有一定参考作用.表1 丙烯腈废水水质Table 1 Characteris tics of wastewater from acrylonitrile productionCOD mg L -1BOD 5 COD TOC mg L -1色度 倍Cl - mg L -1pH 电导率 S cm -114240 24997300288 402100(16 0 )1 3 实验装置实验装置如图1所示.以烧杯作为反应容器.铁阳极和石墨阴极为圆柱状,长为60mm,直径分别为3mm 和5mm.阴、阳极间电压由直流稳压电源提供,电压和电流均可在仪表直接显示.电极间距12mm,电极浸入溶液中的高度约32mm.通过电磁搅拌器搅拌溶液,以使溶液均匀并消除部分极化作用.图1 实验装置示意Fi g.1 Schematic diagram of experi mental apparatus1 4 实验方法取100mL 废水于烧杯中,用1 10(体积比)硫酸调节其pH 值至特定值,启动电磁搅拌器,控制其速率500r min -1,搅拌5min.根据具体情况,部分实验外加一定量H 2O 2.然后将相应的电极与直流电源正、负极连接,打开直流电源并调节电压至设计值,反应开始计时.反应过程中记录电流和pH 值变化,部分实验中特定时间取样分析铁离子和H 2O 2指标.反应结束后用氢氧化钠溶液调节废水pH 值至8 0,用快滤纸过滤后测定C OD 、TOC 和色度等指标(由于废水中有机物均为可溶性小分子物质,铁离子沉淀和滤纸过滤作用对COD 和TOC 的测定值影响很小).每次实验前,电极用2%草酸溶液浸泡30min,用去离子水冲洗后备用.所有实验均在16 2 下进行(由于电解造成的温升<2 ).1 5 分析方法COD 采用重铬酸钾法测定(GB 11914 89);TOC 采用TOC 分析仪测定(TOC 4100Analyzer);色度采用稀释倍数法测定(GB 11903 89);铁离子浓度采用邻菲啉分光光度法测定(HJ T 2007)测定;H 2O 2采用四氯化钛分光光度法测定[13];B OD 采用稀释与接种法测定(GB 7488 87);氯离子采用硝酸银滴定法测定(GB 15453 95);pH 值采用pHS 25C 型酸度计测定;电导率采用DDS 11A 型电导率测定仪测定.实验中所用试剂均为分析纯.去除C OD 的法拉第电流效率(CE)计算公式为[14]:CE =(COD t -COD t + t )8I tFV 100%式中,COD t 和COD t + t 分别为t 时刻和t + t 时刻COD 浓度(g L -1);I 表示电流强度(A);F 是法拉第常数(26 8Ah);V 表示废水体积(L).1950环 境 科 学30卷2 结果与讨论2 1 未加H2O2条件下的电化学氧化2 1 1 2种电化学氧化方法降解丙烯腈废水的对比在未加H2O2条件下,控制pH=2 50,反应时间240min,对比了传统电化学氧化(无铁阳极参与的两电极体系)与铁促双电极氧化(三电极体系)处理丙烯腈废水的效率,结果如图2所示.实验中双电极氧化COD去除率比传统电化学氧化高11 0%~ 13 8%.传统电化学氧化中COD去除主要依靠阳极表面形成的 OH等氧化物种的强氧化作用.由于本实验均在酸性条件下进行, OH可在Ti SnO2电极表面(以MO x表示)通过反应(1)产生[15,16]. OH具有很强的氧化能力,可将有机物(以R表示)降解,直至完全矿化,见反应(2).MO x+H2O MO x( OH)+H++e(1) MO x( OH)+R MO x+m CO2+n H2O+H++e(2) 而铁促双电极氧化中由于阳极由金属铁与Ti SnO2并联组成,因此在Ti SnO2阳极氧化有机物的基础上,还有反应(3)~(5)发生.铁阳极被氧化以一定速率向溶液中 释放 Fe2+,同时部分溶解氧发生2个电子转移的还原反应生成H2O2.然后Fe2+与H2O2发生Fenton反应生成 OH.通过阳极产生和电Fenton反应产生 OH可以将有机物高效氧化,因此铁促双电极氧化C OD去除率比传统电化学氧化有较大提高.实验结果表明,在无铁阳极参与的反应过程中,H2O2表观浓度可达12 0mg L-1,从另一角度验证了铁促双电极氧化中阳极氧化和电Fenton氧化同时存在.另外由表1可知,废水中氯离子含量很小,因此活性氯对有机物的间接氧化降解作用可忽略.在电压为3 5~5 0V范围内,2种氧化过程中COD去除率随电压的增加而增加.当电压超过5 0 V,传统电化学氧化基本不再变化,而双电极氧化去除率则略有下降,可能由于此电压下阴极电位过高,阴极发生了更多的析氢或氧还原为水的反应,而产生的H2O2量较低造成.铁阳极:Fe-2e Fe2+(3)阴极:O2+2H++2e H2O2(4)溶液中:H2O2+Fe2++H+ OH+Fe3++OH-(5) 图2也显示,2种氧化均随着电压的增加,电流效率下降.铁促双电极氧化与传统电化学氧化相比,电流效率提高8 0%~15 0%.图2 不同电压下COD去除率和电流效率Fig.2 Re moval efficiency and CE under different vol tage2 1 2 反应时间的影响在未加H2O2条件下,控制pH=2 50,电压4 0 V,考察了不同反应时间对处理效果的影响.鉴于阴极产生H2O2浓度相对较低,该系列实验中铁阳极通电60min后与电源断开(即铁阳极通电时间为60 min).由图3可见,COD去除率随反应时间的增加而增加,且增加速率随时间的延长而减小.同时,铁促双电极氧化对废水色度也有良好的去除作用,当反应时间>120min可获得超过90%的色度去除率.图4给出了该系列实验结束时Fe2+与总铁浓度变化情况.可以看出随反应时间延长Fe2+浓度逐渐降低,而三价铁浓度逐渐增高,总铁浓度基本不发生变化.反应中,铁阳极被氧化以Fe2+进入液相后主要通过3种途径被氧化为三价铁:通过Fenton反应被氧化为三价铁、被溶解氧氧化为三价铁、被羟基自由基等氧化,3种途径同时发生.另外实验还普遍存在以下规律: 由于极化作用的存在导致反应开始的30 min内电流明显下降,然后随时间变化较小; 随着反应进行,反应体系中靠近不同电极的区域pH值均有不同程度增加,且三价铁的水解导致反应过程中废水浊度增加.图3 时间对COD和色度去除的影响Fi g.3 Effect of time on COD and color re moval19517期褚衍洋等:铁促双电极电化学氧化处理丙烯腈生产废水的研究实验结果证明了铁促双电极氧化可以实现阳极氧化与电Fenton 氧化的结合.但从工程应用出发,所获得的COD 去除率仍较低,必须继续大幅度增加反应时间才能使初始C OD 浓度1424mg L -1的废水达到理想处理效果,但如此电流效率将显著下降,因此在后续实验中,通过外加H 2O 2的方式强化电Fenton 氧化过程以提高有机物降解效率.图4 铁离子浓度随时间的变化Fi g.4 Iron concentration variati on wi th time2 2 外加H 2O 2条件下的双电极氧化2 2 1 外加H 2O 2浓度的影响为在阳极氧化有机物的基础上强化电Fenton 反应过程,在pH=2 50,电压4 0V,反应时间180min 条件下,考察了不同外加H 2O 2剂量下有机物去除效果.由图5可见,COD 和TOC 去除率随H 2O 2加入量的增加而增加.不外加H 2O 2时,COD 和TOC 去除率分别为34 0%和29 8%,而当外加H 2O 2浓度达到2200mg L -1时,其去除率分别达74 6%和67 9%.外加H 2O 2强化了反应(5),更多 OH 得以产生,导致有机物去除率大幅度提高.图6给出了外加H 2O 2为2200mg L -1时,反应过程中H 2O 2、Fe 2+和总铁浓度随时间的变化.可见,在反应开始的20min 内,H 2O 2浓度由2200mg L -1迅速下降至60mg L -1,而随反应时间延长总铁浓度逐渐增加,反应180min 时总铁浓度达2400mg L -1.在0~20min 内由于H 2O 2浓度较高导致铁阳极进入液相中的Fe 2+被迅速氧化,当20min 后H 2O 2浓度<60mg L -1,此后Fe 2+浓度开始随时间显著增加.反应40min 时H 2O 2浓度下降至30mg L -1,而Fe2+浓度已达127mg L -1,从Fenton 反应角度出发,Fe 2+已过量,此时继续给铁阳极通电 释放 Fe 2+并不能再增加有机物氧化效果,却会降低电流效率.22 2 铁阳极通电时间的影响图5 H 2O 2对CO D 和TOC 去除率的影响Fi g.5 Effect of hydrogen peroxide on COD and TOC re moval图6 H 2O 2和铁浓度随时间的变化Fig.6 Variation of hydrogen peroxide and i ron concentrati on w i th time本研究中阳极由Ti SnO 2和金属铁并联构成,Ti SnO 2阳极主要发挥阳极氧化能力,而铁阳极被氧化生成Fe2+进入废水,与阴极产生或外加的H 2O 2发生Fenton 反应.进入废水中的Fe 2+剂量与有机物去除效果密切相关.研究中通过铁阳极通电时间来控制进入废水的Fe 2+剂量.在pH =2 50,电压4 0V,总反应时间180min,外加H 2O 2为2200mg L -1条件下,考察了不同阳极通电时间对有机物去除率和电流效率的影响.由图7可见,铁阳极通电时间在10~30min 内,有机物去除率逐渐增大,电流效率略有升高,当超过30min (此时总铁浓度为476mg L -1)后去除率基本保持不变,但电流效率却随铁阳极通电时间显著下降.这一规律说明过量的铁离子进入液相对有机物去除无益,却导致电流效率大幅度下降.另外根据CE 计算公式得到的CE>1,是由于把阳极电化学氧化和电Fenton 氧化去除的COD 均计算在内所导致.现有研究表明,Fenton 反应氧化有机物的效果不但与试剂加入量相关,而且和H 2O 2与Fe2+的剂量比及试剂加入方式密切相关[17].因此在控制由铁阳极进入液相的铁离子总量的同时,如何控制其 释放 Fe 2+的速率(在总电流1952环 境 科 学30卷一定下,与通过两阳极的电流之比相关)应是今后研究的重要内容.图7 铁阳极通电时间的影响Fig.7 Effect of the ti me duri ng which current passed iron anode2 23 不同电压下各指标的变化规律在初始pH 值为2 50,总反应时间180min,铁阳极通电时间为30min 条件下,比较了不同电压下H 2O 2随时间的变化及COD 去除率.由图8可知,随着电压增加,H 2O 2浓度下降速率加快,主要是由于电压增加引起通过铁阳极的电量增加,从而使铁阳极 释放 Fe 2+速率加快导致.由图9可知,电压4 0V 与4 5V 下COD 去除率相近,其原因可能为4 5V下尽管阳极氧化能力较强,但铁阳极 释放 Fe 2+图8 不同电压下H 2O 2随时间的变化Fig.8 Vari ation of hydrogen peroxide concentration with time图9 不同电压下的CO D 去除率和CE Fig.9 CO D re moval and CE under different voltage速率较快,总量较大导致Fe 2+使较多 OH 无效利用,见反应(6)[18].3 5V 时,由于Ti SnO 2阳极氧化能力相对较差使该电压下的COD 去除率略小于其它2个条件,但显然该电压下获得了更高的电流效率.Fe 2++ OH Fe 3++OH-k =3 2 108L (mol s)-1(6)3 结论(1)铁促双电极氧化反应初始阶段H 2O 2浓度较高而Fe 2+浓度很低,随反应时间延长H 2O 2浓度迅速下降而Fe 2+浓度则逐渐升高.反应过程中H 2O 2与Fe 2+变化速率与电压密切相关.H 2O 2初始浓度一定条件下,阳极通电时间对电流效率影响显著.(2)与传统电化学氧化相比,采用组合阳极的铁促双电极氧化由于实现了阳极氧化与电Fenton 氧化的结合,显著提高了有机物去除效率.在相同电压下,当不外加H 2O 2时,COD 去除率比采用传统电化学氧化提高11 0%~13 8%,电流效率提高8 0%~15 0%.(3)双电极氧化过程中,外加H 2O 2可有效强化电Fenton 氧化过程,随着其剂量的增加,丙烯腈废水COD 和TOC 去除率显著提高.当外加H 2O 2浓度为2200mg L -1,电压4 0V 时,C OD 去除率达74 6%,TOC 去除率达67 9%.铁促双电极氧化对废水色度也有良好的去除作用,可获得超过90%的色度去除率.铁促双电极氧化为有机废水的处理提供了一个新的选择.参考文献:[1] 芮,高乃云,徐斌,等.水中腐殖酸对高级氧化联用技术去除内分泌干扰物(D MP)的影响[J].环境科学,2006,27(12):2495 2501.[2] Akmehmet B I,Otker M.Treatment of pharmaceutial waste watercontaini ng antibi otics by O 3and O 3 H 2O 2process[J].Chemos phere,2003,50:85 95.[3] Belaid C,Kallel M ,Khadhraou M ,e t al .Elec trochemical treatmentof olive mill was te waters:Removal of phenolic compounds and decolourization[J].J Appl Electroche m,2006,36:1175 1182.[4] Szpyrkowicz L,Kaul S N,Ne ti R N,et al .Influence on the anodematerial on elec troc hemical oxidation for the treatment of tannery wastewater[J].Water Res,2005,39:1601 1613.[5] Deng Y,Englehardt J D.Elec trochemical oxidation for landfillleachate treatment[J].Waste Manag,2007,27(3):380 388.[6] Mart nez Huitle C A,Ferro S.Electrochemical oxidation of organicpoll utants for the 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丙烯腈工艺废水处理技术分析摘要：丙烯腈是某种农药或者医药的中间流程材料，也是橡胶、纤维等合成化学物的主要原材料，生产的主要地区为美国、西欧地区等国家。

据了解，生产丙烯腈的过程会产生大量有剧毒的化学品，例如氢氰酸，这对环境十分不友好。

而这一问题，不只在我国出现，世界各国也都面临着这个问题。

本文将基于丙烯腈的生产过程，探究丙烯腈在废水中的存在成分，进而总结含有丙烯腈的废水几种常见的处理方法。

关键词：丙烯腈工艺；废水处理；技术分析我们了解到，在生产丙烯腈的过程中会产生含有剧毒的化合物，成分也十分复杂，这样的化合物在水源当中具有更大的危害，非常难以处理。

但是我国国内对于丙烯腈的需求量巨大，因此研究如何处理含有丙烯腈的废水，对于我国的化学合成产业具有重要的意义，是国家迫切需要解决的问题，符合生态环保的理念，更是符合建立环境友好型社会的需要。

1.丙烯腈的生产流程通过查阅资料，我们得知可以通过以下四种方法合成丙烯腈，分别是乙炔法、环氧乙烷法、丙烷氨氧法和丙烯氨氧法。

在四种方法中，丙烯氨氧法是现在我国乃至全球范围内最常使用的方法。

在生产过程中，按照1:5:1的摩尔比将空气、氧气和丙烯送至反应器中，以正常室温作为反应温度，混合发生反应。

整个反应体系为放热过程。

因此，为了合理的回收利用放出的热量，通常可以回收放出的热量，从而产生高压蒸汽。

主要产物，丙烯腈在反应容器冷却至室温后，经过洗涤吸收中流等方式实现产物的提纯。

这种方法整个工艺流程十分简单，生产成本比较低，适合大量生产丙烯腈。

在利用丙烯氨氧法的生产过程中，除了大量的丙烯腈这个主要产物，还会产生大量的副产物和废水，其中副产物就是前文中提到的毒性巨大的化学产品。

我们得知，主要的副产物有氢氰酸、丙烯酸和羰基化合物等等。

这样的制作方法优点是，成本较低、生产工艺简单、合成的原材料来源广、数量多。

1.丙烯腈废水的来源和成分丙烯腈废水顾名思义，本身的主要污染物就是丙烯腈，大都来源于上述的生产工艺中，对环境的破坏力非常大。

丙烯腈工艺废水处理技术研究进展摘要：丙烯腈(AN)广泛应用于合成纤维、合成橡胶及化学合成等领域。

丙烯腈废水成分复杂、有毒有害、难降解和COD浓度高、含低聚物，其毒性与氢氰酸类似，属于52种优先控制的有毒化学品之一。

因此，高效的丙烯腈废水处理技术已成为废水处理的研究重点。

目前，丙烯腈废水处理方法主要有物理法、化学法和生物法。

物理法包括精馏法、电解法、活性炭吸附法、溶液萃取法、辐射法和膜析法等。

化学法主要包括混凝法、氧化法、焚烧法和加压水解法。

生物法主要包括微生物处理法和膜生物反应器法。

工业化应用中最具代表性的处理方法为焚烧法和低浓度氧化-生化法。

其中，焚烧法设备投资、运行成本高；氧化-生化法对水质的可生化性要求高，需消耗大量新鲜水，运行周期长，处理不彻底，且生化系统运行不稳定。

因此，本试验探索了一种高效、实用、经济的高浓度丙烯腈废水处理工艺技术。

关键词：丙烯腊；工艺废水；处理技术；进展；分析引言：丙烯腈是合成纤维、合成树脂、合成橡胶和有机合成工业的主要原料之一，但丙烯腈装置产生的废水量大，毒性大，色度高，成分复杂。

随着国家对过程工业节水减排要求的日益严格，建设节水型和水环境友好型的化工企业，已经是我们面临的最紧迫的任务。

在丙烯腈装置中每1t丙烯腈产品会生成1.5t的废水，因此在提高丙烯腈的产能的同时，提高废水的利用率，减少环境的污染，提高节能减排的能力已成为国内丙烯腈各生产厂家的迫切的需要。

1.丙烯腈生产工艺及其副产物1.1丙烯腈主要的生产工艺丙烯腈的生产工艺在国内主要使用丙烯氨氧化法，该方法工艺简单、产品成本低。

生产过程中，除主产物丙烯腈之外，还生成多种副产物和大量废水，副产物主要为氢氰酸、乙腈、丙烯醛、丙烯酸、和少量羰基化合物。

1.2丙烯腈生产废水来源国内丙烯腈工业装置的废话主要来源主要来自急冷塔和精制废水，按照急冷塔的不同可分为一段式和两段式工艺。

在一段急冷塔中，急冷水洗去反应气中的聚合物和粉尘，沉降后主要为含氰废水，二段急冷塔排除的废水即为二段急冷废水（硫氨废水）。

丙烯腈生产废水处理技术探讨摘要：丙烯腈生产废水处理是一个复杂的过程，它涉及众多学科领域。

本文介绍了丙烯腈的主要生产工艺和生产过程废水污染物来源，论述了当前丙烯腈生产废水的处理工艺，提高处理丙烯腈废水的经济效益和社会效益，以期望对于同类工程有一定借鉴意义。

关键词：丙烯腈生产；废水处理；污染物排丙烯腈作为合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及有机合成工业中最重要的生产材料，但是丙烯腈装置生产的废水大部分为高浓度有机废水，含有大量的有毒有害杂质，使得丙烯腈生产的废水处理一直都是化工行业的一大难题，也是国内外化工界研究的重点和难点问题。

1.丙烯腈生产技术与废水来源丙烯腈是一种工业原料，主要在生产合成纤维、橡胶、树脂等领域应用。

丙烯腈的生产技术主要是通过铜催化剂催化氰化氢和丙烯反应而成。

废水来源主要包括以下几个方面：其一，生产废水。

丙烯腈生产中产生的废水主要包括洗涤、冷却和废气处理等环节产生的废水。

这些废水含有高浓度的氰化物、有机物和重金属等有害物质。

其二，洗涤废水。

在丙烯腈生产过程中，需要用水对设备和物料进行清洗，产生洗涤废水。

洗涤废水中会产生大量的重金属，污染环境。

其三，冷却废水。

丙烯腈生产中需要进行冷却，产生冷却废水。

冷却废水中含有一定的有机物和重金属等污染物。

其四，废气处理废水。

丙烯腈生产中需要进行废气处理，产生废气处理废水。

废气处理废水中含有大量的氰化物和有机物等污染物。

为了减少丙烯腈生产产生的环境影响，要加强废水处理技术的研究[1]。

2.丙烯腈废水处理主要方法及其研究进展2.1加压水解－生化处理法丙烯腈废水加压水解－生化处理法是一种利用加压水解技术和生物处理技术处理丙烯腈废水的方法。

该方法主要包括以下几个步骤：首先，加压水解：将丙烯腈废水加入加压水解反应器中，加入催化剂和适量的水，进行高温高压水解处理。

在水解过程中，丙烯腈被水解为丙烯酰胺和氰化氢等物质。

其次，生化处理：将水解后的废水送入生化反应器中，利用微生物降解废水中的有机物质。

丙烯腈生产一段急冷废水处理新方法研究的开题报告一、研究背景和意义丙烯腈是化工行业中重要的原料之一，广泛应用于有机合成、合成橡胶、塑料、纤维等领域。

丙烯腈生产中，一般采用丙烯氰化法生产，过程中会产生大量的急冷废水。

急冷废水中含有大量丙烯腈、氰化物、铜、铁、氨氮等有害物质，对环境造成了严重的污染和危害。

为了解决丙烯腈生产中急冷废水的处理问题，必须寻求一种高效、经济、环保的新方法，以保障生产过程的正常运转和环境的安全。

因此，本研究将对急冷废水处理新方法进行研究，为丙烯腈生产企业提供科学依据和技术支持，实现环境友好型生产。

二、研究内容和方法本研究将主要考虑以下两个方面：1. 急冷废水的处理方法：通过文献综述和实验研究，系统地探讨不同的生物、化学和物理方法对急冷废水的处理效果，并评估其处理成本和环保程度。

2. 急冷废水处理过程中的关键技术：拟重点研究影响急冷废水处理效果的关键因素，如废水的pH值、温度、DO值、营养物质和微生物菌群等，探讨其相互作用关系和优化方案。

研究方法主要采用实验室人工模拟、文献综述和数学模型模拟等方法，以对不同处理方法的处理效果、经济性和环保性进行全面评估和对比。

三、研究预期结果和意义通过对急冷废水处理新方法的研究，本研究的预期结果为：1. 选定适合急冷废水处理的最佳方法，并建立可靠、经济的处理工艺；2. 评估急冷废水处理技术在经济性和环保性方面的优劣；3. 探讨急冷废水处理过程中的关键参数及其相互作用，提出合理的优化方案；4. 为丙烯腈生产企业提供科学依据和技术支持，提高企业生产环保水平，促进化工行业的可持续发展。

综上，本研究将在急冷废水处理新方法方面取得创新性和实用性的成果，为解决丙烯腈生产中废水处理问题提供科学依据和技术支持。

丙烯腈废水处理技术旳研究进展摘要：简介了丙烯腈废水旳来源及其危害，并论述了目前国内外丙烯腈废水处理技术旳研究进展。

通过对比多种处理技术旳优缺陷，从废水资源化旳角度，对丙烯腈废水旳处理措施提出了某些提议和展望。

认为可将物理法、化学法、生物法3 类措施相结合，优缺陷互补，构成物化法、生化法或物化生联使用方法。

关键词：丙烯腈废水；处理技术；资源化近年来，伴随工业技术旳发展，各类工业废水旳大量排放导致环境污染严重，其中含氰废水是一种毒性较大旳工业废水，重要来自电镀、煤气、焦化、冶金、金属加工、化纤、塑料、农药等部门。

由工业污染源进入环境旳氰化物属剧毒类物质，包括以氢氰酸、氰化钠为代表旳无机氰化物和以丙烯腈、丁二腈为代表旳有机氰化物（或称腈化物）。

其中，丙烯腈是3 大合成材料（纤维、橡胶和塑料）旳重要化工原料，在有机合成工业和人民经济生活中用途广泛。

全世界丙烯腈旳生产重要集中在美国、西欧和日本等国家和地区，到2023 年终，全球丙烯腈总生产能力约为6.4 Mt/a，其中二分之一不到旳产能出自美国[1-2]。

丙烯腈生产过程中排出旳废水具有剧毒物质丙烯腈、乙腈、氢氰酸、聚合物、硫铵等，对环境危害极大[3]。

同步，丙烯腈属于我国确定旳58 种优先控制和美国EPA 规定旳114 种优先控制旳有毒化学品之一，因此大力研发丙烯腈废水旳处理技术意义重大。

本文论述了目前国内外丙烯腈废水旳处理技术，及其存在旳优缺陷，并且从废水资源化旳角度提出了对未来丙烯腈废水处理技术旳某些提议和展望。

1·丙烯腈合成工艺丙烯腈合成工艺重要有环氧乙烷法、乙炔法、丙烯氨氧化法和丙烷氨氧化法[4]。

其中环氧乙烷法是先由环氧乙烷和氢氰酸反应制得氰乙醇，再在碳酸镁旳催化作用下脱水制得丙烯腈，此法生产旳丙烯腈纯度相对较高，但其原料昂贵，且氢氰酸旳毒性较大，现已被淘汰。

乙炔法是将乙炔和氢氰酸在氯化亚铜和氯化铵旳催化作用下直接合成丙烯腈，工艺较为简朴，其缺陷是副产物种类较多，并且不易分离，也已经被淘汰。

丙烯腈污水电化学-化学复合氧化处理技术丙烯腈生产过程中的污水来源包括由急冷塔下部排出的污水和从萃取塔下部排出的污水，上述2股污水中的污染物主要包括氨氮、氰化物、丙烯醛、丙烯腈、丙烯酸、乙酸、乙腈等，污染负荷高，生物毒性大。

目前各生产企业多采用焚烧方式对高浓度丙烯腈污水进行处理，部分企业将丙烯腈污水掺混其他污水后送污水处理厂集中处理，但由于其中含有的丙烯腈、氰化物等毒性物质，极易造成对污水处理厂的冲击。

本研究采用超声微电解和二级复合氧化技术，实现了丙烯腈污水的深度处理，出水满足外排水质标准要求。

1、实验1.1实验对象采用某炼化企业丙烯腈生产装置萃取塔排出的丙烯腈污水，该企业丙烯腈生产采用丙烯氨氧化法，主要原料有丙烯、氨、空气、催化剂等，在精制过程中还加人一定的阻聚剂。

萃取塔排出的污水经四效蒸发器脱除游离氨和轻质有机物，冷却后送至污水处理厂。

经预处理后的污水水质特性如表1所示。

采用紫外可见光谱(UV-Vis)和三维荧光光谱(3D-EEM)对丙烯腈污水进行分析可知，经蒸发处理后的污水中轻组分含量更多，聚合度低，含有较多的共轭基团，共轭有机物可能为烯醛、烯腈等物质。

1.2实验方法1.2.1实验设备研究采用的电化学一化学复合氧化集成装置主要由微电解、两级复合氧化、膜生物反应器等单元构成，可实现污水中难降解有机物高效去除等功能，基本流程如图1所示。

1.2.2实验过程将丙烯腈污水沿处理流程经混絮凝、微电解、二级化学氧化、膜生物反应器等单元处理后，分别对各单元的进出水水质进行检测，确定各类污染物的降解效率和去除规律。

2、实验结果与讨论2.1各单元沿程水质分析对各处理单元进出水中COD和NH3-N2项水质指标进行跟踪监测，结果如表2所示。

由表2可知，COD沿处理流程逐步降低，其中超声微电解和一级氧化单元是COD去除的重点工艺段，COD去除率分别可达44%、73%;NH3-N则呈现先升高后降低的趋势，分析是因为在一级氧化单元部分有机N转化成无机N，后在二级氧化单元氧化去除。