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炼油与化工
10REFININGANDCHEMICALINDUSTRY第18卷

采用铁炭微电解技术处理丙烯腈含氰废水的研究

张兴春1,钱华2
(1.大庆石化分公司化工二厂,黑龙江大庆163714;2.大庆石油化工总厂生产调度部,黑龙江大庆163714)

摘要:文中论述了采用铁炭微电解的新技术处理丙烯腈装置产生的含氰废水的研究内容。废
水通过此技术处理后,COD去除率可以达到45.7%,CN-完全去除,为处理含氰废水提供一条
新途径,从而大大降低含氰废水的处理成本。
关键词:废水;氰根;电解;丙烯腈
中图分类号:TQ324文献标识码:A文章编号:1671-4962(2007)01-0010-03

水污染是我国当前面临的主要环境问题之2试验流程
一。其中工业废水占总污水量的70%以上,是国内
外环保研究领域中的难题,它的净化处理越来越
受到人们的关注。丙烯腈装置产生的含氰废水属
于典型的高浓度有机废水,如何有效的处理是国
内外公认的难题。
1丙烯腈废水组成
目前国内丙烯腈产生的含氰废水的处理均采图1铁炭微电解试验装置工艺流程
用焚烧技术,丙烯腈装置产生的废水主要成分见试验流程见图1。试验开始后,取一定量废水,
表1。通过计量泵,以一定流量流入反应装置,同时开启

表1丙烯腈废水主要成分空气泵曝气。调节pH值,曝气量。提取出水测
COD。首先进行静态的对比试验,然后进行优化反
组分分子量质量分数/%流量(/kg·h-1)
[2,3]
丙烯腈530.310.5应条件后的试验。
氰化物70.310.53铁炭微电解法试验研究
硫酸铵132——
3.1铁炭微电解的基本原理
重组分—15.0590.5
水1884.43250电解过程中,铁屑与活性炭与废水接触时形
合计—1003861.5成无数原电池,发生以下电极反应:
1.1废水水质特点阳极:Fe-2e→Fe2+(1)
+
(1)有机物浓度高。COD一般在几万至十几万阴极:2H+2e→2[H]→H2(2)
mg/L之间,BOD较低,BOD与COD的比值小于基本原理有4个方面:电场作用、氢的氧化还
0.3。原作用、铁离子的混凝作用、铁的还原作用。
(2)成分复杂,含有毒性物质及硫化物、氮化3.2试验结果与讨论
物、重金属等。3.2.1静态的试验结果与讨论(1)铁炭比对去除
1.2国内外废水处理技术率的影响:取原水样,在进水pH=3,HRT=240min,
国内外对丙烯腈废水处理方法的介绍比较曝气量为3L/min情况下水样分别以不同的铁炭
多,主要处理方法为:蒸发浓缩法,生化法(低浓比经底部打入柱中进行反应,出水后调pH=8.0,静
度),硫酸亚铁法,过氧化物法,水解法,臭氧氧化置沉淀30min,取上清液测COD。
法,液膜法,离子交换法,活性炭吸附法等[1]。但这铁炭比为2∶1的时候,COD的去除率最高,这
些处理方法大多为研究性的报道,已实现工业化是因为铁炭比如果比较低或比较高的话,铁或炭
应用的比较少。的相对含量就比较低了,作为微电池的阳极或阴
2007年第1期张兴春等.采用铁炭微电解技术处理丙烯腈含氰废水的研究11

极就少了,微电池反应的个数就明显减少了,见图去除率升高趋势变缓。考虑到pH过低不仅大幅度
2。增加调pH的酸的用量,而且铁用量增加,造成产
泥量增加,带来一系列问题,因此,进水pH可调在
3左右。

图2铁炭比对去除率的影响
(2)曝气量对去除率的影响
取原水样,在进水pH=3,HRT=240min,铁炭
比2∶1,分别在不同的空气流量下进行曝气的优化图4pH值对去除率的影响
试验,确定适当的曝气流量。水样经底部打入柱(4)反应时间对去除率的影响
中,出水调pH=8.0,静置沉淀30min,取上清液测取原水样,在进水pH=3,曝气量3L/min,铁
COD,曝气量对去除率的影响见图3。炭比2∶1,分别在不同的反应时间下进行优化试
验,确定适当的曝气流量。水样经底部打入柱中,
出水调pH=8.0,静置沉淀30min,取上清液测
COD,反应时间对去除率的影响见图5。

图3曝气量对去除率的影响
由图3可以看出,曝气量的增加会提高COD
的去除率,这是因为氧在酸性水中的溶解的原因。

+
O2+4H+4e→2H2O(3)
这样提高了微电池的阴阳极的电位差。加速图5反应时间对去除率的影响
了铁的溶解和新生态氢、氧、Fe2+、Fe3+的产生,COD从图5看出,在约2h之内,处理时间越长,去
的去除率也就相应提高了,由图3可知,曝气量定除率越高。超过2h后,去除率基本不随时间发生
在3L/min是比较经济的。变化。停留时间过长会增加耗铁量,增加处理成
(3)pH值对去除率的影响本,另外HRT的越长越不利于实际的工程应用。
取原水样,调pH值从1.0到9.0的情况下,以