一種處理腈綸廢水的微電解處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及工業廢水的處理，更具體地講，本發明涉及一種用于處理腈綸廢水的 微電解處理工藝。
【背景技術】
[0002] 腈綸的化學名稱為聚丙烯腈纖維。腈綸是一種重要的紡織材料，也可以稱為"人造 羊毛"或"合成羊毛"，其特點是柔軟、色澤鮮艷、保暖以及不易變形，常用于制造毛線、毛毯、 運動服等，外表顏色鮮艷明亮，造價成本比較低，遠遠不及羊毛和純棉，但腈綸具有很好的 復原性能，不易變形，大大優于純棉強。
[0003] 但是，作為一種重要的石油化工產品，腈綸生產過程所產生的廢水毒性大，污染程 度高，處理難度大。
[0004] 現有技術中針對腈綸廢水的處理進行了大量的研宄工作。例如，中國專利申請 CN201110307877公開了一種處理腈綸廢水的方法，該方法包括如下步驟：（a)對腈綸廢水 進行超聲波水解處理；(b)對步驟（a)得到的經超聲波水解處理的腈綸廢水用生物反應池 處理；以及（c)對步驟（b)得到的腈綸廢水進行Fenton處理。
[0005] 中國專利CN201210172104公開了一種腈綸廢水的生物化學處理方法，其包括以 下步驟：1)調節腈綸廢水的PH值至7-9,根據腈綸廢水水質投加Na3P04;2)將步驟1所得廢 水進行第一級厭氧/好氧處理，第一級厭氧反應器和第一級好氧反應器均采用生物膜法， 其中第一級厭氧反應器和第一級好氧反應器中均采用聚氨酯填料作載體；3)在第一級厭 氧/好氧處理后，進行第二級厭氧/好氧處理，進行生物化學處理后出水；其中，第二級厭氧 反應器采用生物膜法，第二級厭氧反應器中采用軟性纖維作為載體，第二級好氧反應器采 用活性污泥法，經過馴化的活性污泥濃度為3-7g/L。
[0006] 中國專利CN201310064394公開了一種丙烯腈、腈綸生產綜合廢水處理工藝，其首 先對腈綸生產廢水采用空氣曝氣氧化、Fenton氧化、絮凝沉降等工序進行預處理，去除廢水 中難生化處理、有毒有害的亞硫酸鹽、低聚物、EDTA和聚氧乙烯醚等污染物，然后與丙烯腈 生產廢水混合進行厭氧、缺氧、好氧、硝化等一系列生化處理，實現外排水達標排放。該技術 的特點是對腈綸廢水先進行預處理，去除了腈綸廢水中難生化、有毒有害物質，提高了腈綸 廢水的可生化性，以便為后續的生化處理奠定基礎。
[0007] 中國專利申請CN201210208645則公開了一種對腈綸生化廢水進行深度處理的方 法及其設備。其深度處理方法包括以下步驟：調節腈綸生化廢水pH至7. 5-8. 5,在反應池 中用活性污泥和生物膜填料共同處理腈綸生化廢水，其中活性污泥濃度為3-15g/L，生物膜 填料為中空纖維膜，控制反應池中的腈綸生化廢水溶解氧濃度為3. 0-5.Omg/L，水力停留時 間為24-48小時。
[0008] 中國專利申請CN201210130647公開了一種腈綸生產含氨廢水的脫氮方法，其包 括：向污水處理系統中投加一定量的脫氮菌劑，含氨氮污水處理溫度為18-40°C，溶解氧為 0? 2-3mg/L，pH為 7. 5-8. 5。
[0009] 中國專利CN201120523601公開了一種丙烯腈和腈綸裝置廢水處理系統；其中，堿 性水解處理裝置與丙烯腈生產廢水排放管線連接；混凝沉淀或混凝氣浮裝置A與聚合工藝 廢水排放管線連接；均質調質器與好養生物處理裝置連接，好養生物處理裝置與高級氧化 處理裝置連接，高級氧化處理裝置與水解酸化-好氧裝置或A/0裝置連接；混凝沉淀或混凝 氣浮裝置B與紡絲工藝廢水排放管線連接，混凝沉淀或混凝氣浮裝置B與水解酸化-好氧 裝置或A/0裝置連接。該技術中，經過預處理后的各股廢水再與不需要進行預處理的其它 裝置排出的廢水混合集中處理。
[0010] 現有的腈綸廢水處理技術仍然是利用生化處理技術，并針對生化處理的局限性， 利用各種化學或物理的處理方法進行預處理，但目前的處理技術仍難保證有效地處理掉腈 綸廢水中復雜的化學物質。

【發明內容】

[0011] 本發明的目的是解決現有技術中的不足，有效地處理腈綸廢水中的各種化學物 質，以實現達標排放。
[0012] 為實現本發明的目的，本發明提供了一種用于處理腈綸廢水的微電解處理工藝， 其包括如下的處理步驟：
[0013] (1)將廢水的pH值調節為酸性，優選調節為pH=3-5 ;
[0014] (2)將上述調節為酸性的廢水在含有酸性微電極的微電解反應池進行處理；
[0015] (3)在微電解反應池的出水中加入雙氧水，進行Fenton氧化反應；
[0016] (4)Fenton氧化反應后的水中加入石灰和/或片堿，進行中和，將pH值調節為 8-10,并曝氣攪拌，吹脫大部分氨氮；
[0017] (5)中和后的出水進行沉淀處理，使懸浮物沉淀；
[0018] (6)將上述沉淀處理后的出水進行生化處理。
[0019] 與現有的腈綸廢水處理技術完全不同的是，本發明的腈綸廢水處理工藝是一種包 含微電解處理步驟的工藝方法，而且巧妙地利用了酸性微電極材料在微電解反應中所產生 的硫酸亞鐵，加入雙氧水，形成Fenton氧化，從而使廢水中的各種化學物質在電化學氧化 還原反應+Fenton氧化的作用下，被有效地去除，從而為后續的生化單元的繼續處理奠定 了基礎，保證了能輕易實現達標排放。
[0020] 優選地，在本發明的腈綸廢水微電解處理工藝中，酸性微電極材料為鐵碳微電極。 進一步優選地，在本發明的微電解處理工藝中，形成Fenton試劑的二價鐵無需額外添加， 可直接由微電解反應池的出水中所含有的二價鐵來提供。例如，微電解反應池的出水先與 雙氧水在折流板的作用下不斷混合反應，然后再與石灰和/或片堿混合，經過充分中和反 應后最終進入斜板沉淀池。
[0021] 在本發明的腈綸廢水的微電解處理工藝方法中，由于微電解反應期間有硫酸亞鐵 產生，為實現巧妙地綜合利用，本發明的微電解反應池的出水先與雙氧水在折流板的作用 下不斷混合反應，形成Fenton試劑，從而可利用Fenton氧化來進一步處理各種有機毒害物 質。H2O2在Fe2+離子的催化作用下具有氧化多種有機物的能力。過氧化氫與亞鐵離子的結 合即為所謂的Fenton試劑，其中Fe2+離子主要是作為同質催化劑，而H2O2則起氧化作用。 Fenton試劑具有極強的氧化能力，特別適用于某些難生物降解的或對生物有毒性的工業廢 水的處理上。
[0022] Fenton試劑具有復雜的反應機制，其大致的反應過程如下：
[0023] (1)H202+Fe- ? 0H+Fe+0H-
[0024] (2)Fe2++ ?OH-Fe3++0H-
[0025] 其中，產生?OH的反應步驟（1)控制了整個反應的速度，?OH通過反應方程（2) 與有機物反應而逐漸被消耗。
[0026] Fe3+能催化降解H2O2，使之變成02和1120,自由基鏈機理指出，對于單一的Fe3+系統 (即除水外沒有其他的絡合物配位基），將產生?OH和H02_。反應過程除（1)、⑵外，還包 括以下幾個步驟：
[0027] (3)H202+Fe3+-Fe-OOH2++H+
[0028] (4)Fe-00H2+-HO2 ? +Fe2+
[0029] (5)HO2 ? +Fe2+-Fe3++H(V
[0030] (6)H02+Fe3+-Fe2++〇2+H+
[0031] (7) ? 0H+H202-HO2 ? +H2O
[0032] 通過分離有機化合物中的H、填充未飽和的C-C鍵，羥基*0H能不加選擇地同大多 數有機物迅速反應；和?OH相比，H02_的反應活性微弱許多。當有02存在時，?OH與有機 物反應產生的以碳為中心的自由基會與O2反應，產生R00 ?自由基，并最終變成氧化產物。 除此之外，還認為Fenton反應能產生亞鐵離子，H2O2反應產生鐵水絡和物，亦即Fenton試 劑具有一定得絮凝沉淀功能，而這種絮凝沉淀功能也是Fenton試劑降解COD的重要組成部 分。
[0033] 更優選地，在本發明的腈綸廢水的微電解處理工藝中，在中和反應的區域進一步 懸掛設置有堿性微電極材料。例如，可在中和沉淀單元的曝氣折流反應池和/或折流反應 池的中和反應區域中，懸掛設置堿性微電極材料。這樣的設置，使得腈綸廢水不僅經受了酸 性條件下的微電解處理、Fenton氧化的處理，也經受了堿性條件下的微電解處理，達到了單 一的酸性微電解處理、Fenton氧化處理或堿性微電解處理所無法達到的綜合處理效果。
[0034] 在本發明的腈綸廢水微電解處理工藝中，上述的生化處理包括水解處理、厭氧處 理、缺氧處理、接觸氧化處理及沉淀處理，例如生化單元包括水解池、厭氧池、缺氧池、接觸 氧化池及沉淀池；其中，水解處理是一種改進的水解處理，即：本發明中水解處理是在堿性 微電極材料存在下進行的。例如，水解池可以是一種改進的水解池，其底部設有布水系統， 中間懸掛堿性微電極材料，布水采用底進上出的方式。
[0035] 在水解處理中，當廢水中有機物為復雜結構時，水解酸化菌利用H2O電離的H+ 和-OH將有機物分子中的C-C鏈打開，一端加入H+，一端