專利名稱：：干法腈綸生產(chǎn)廢水的處理裝置及預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于工業(yè)廢水預(yù)處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種干法腈綸生產(chǎn)廢水的處理裝置及預(yù)處理方法，使其出水能夠滿足常規(guī)生化池的進(jìn)水水質(zhì)要求。
背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，人口與環(huán)境問題日益成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素。工業(yè)廢水歷來(lái)以有機(jī)物濃度高、毒性大、成分復(fù)雜、治理難而成為社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)。特別是化纖工業(yè)在創(chuàng)造大量物質(zhì)財(cái)富的同時(shí)，其生產(chǎn)廢水也導(dǎo)致極為嚴(yán)重的環(huán)境問題。我國(guó)的腈綸工業(yè)在20世紀(jì)90年代進(jìn)入高速發(fā)展期，生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備有了很大提高，其中以干法所占的份額最大。干法腈綸工藝為美國(guó)杜邦公司的專利技術(shù)，該工藝生產(chǎn)的腈綸產(chǎn)品以品種多、質(zhì)量?jī)?yōu)而備受消費(fèi)者青睞，但該法排放的污染物多且污水量大，由于含有難生物降解物質(zhì)和高濃度的硫酸鹽，一直是當(dāng)今世界環(huán)保工作的一大難題。為此，世界主要腈綸生產(chǎn)線已向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移。由于處理難度較大，以目前的技術(shù)水平在生化階段使污水COD達(dá)到100mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)都極為困難。因此，國(guó)家環(huán)?？偩?999年底下發(fā)了污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)中石化工業(yè)COD標(biāo)準(zhǔn)值修改單的通知，將干法腈綸污水的COD排放標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)的C0D排放標(biāo)準(zhǔn)分別為160mg/L、250mg/L和500mg/L，但仍然難以達(dá)標(biāo)。近年來(lái)我國(guó)對(duì)于腈綸廢水處理的報(bào)道不多，對(duì)該課題的研究還不夠深入。腈綸廢水中污染物主要有硫酸鹽、AN、DMF、EDTA、丙腈磺酸鈉、有機(jī)胺、油劑和聚丙烯腈低聚物等。它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)①含有各類高聚物和副產(chǎn)品，難以生物降解及自然沉降。②廢水中含有有機(jī)胺和氨氮。③廢水中含100150mg/L的EDTA，5070mg/L的壬基酚聚氧乙烯醚，兩者極難生物降解，直接影響了腈綸廢水處理的達(dá)標(biāo)排放。④國(guó)內(nèi)已工業(yè)化應(yīng)用的處理高濃度含氰廢水的技術(shù)都不能達(dá)到理想效果，技術(shù)應(yīng)用過程中存在許多缺陷，如重金屬的回收利用、脫氮等問題都急待解決。實(shí)際上，在干法腈綸生產(chǎn)廢水的處理過程中，采用任何一種單一的處理方法均很難收到很好的處理效果，目前一般的研究思路均是圍繞物理化學(xué)法和生物法兩種工藝展開，多數(shù)也是將兩種工藝的合理有效組合作為研究探索的方向。實(shí)際上，生化處理工藝作為目前唯一實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的廢水處理工藝，由于其經(jīng)濟(jì)高效，且在去除氨氮等方面具有特別的優(yōu)勢(shì)，所以在污水處理流程設(shè)計(jì)時(shí)一般是必不可少的工段。雖然直接排放的腈綸廢水可生化性差，但經(jīng)過一定的預(yù)處理后就可以符合生化池的進(jìn)水要求，最后達(dá)標(biāo)排放。所以當(dāng)前廠家關(guān)注的是有效的預(yù)處理手段，如各種物理和化學(xué)方法等。因此研究新型高效的預(yù)處理技術(shù)已成當(dāng)務(wù)之急。目前現(xiàn)有的處理技術(shù)均有其局限性，可以說至今仍缺乏十分有效的處理方案?？v觀各類水處理方法，電化學(xué)法由于其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)而倍受世界各國(guó)水處理工作者的親睞，原因在于電化學(xué)法使用環(huán)保安全的電子作為反應(yīng)劑，可望避免產(chǎn)生二次污染；設(shè)備相對(duì)較為簡(jiǎn)單，易于自動(dòng)控制，對(duì)難降解有機(jī)物具有很好的處理效果，還可使難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可以生化降解的有機(jī)物，或使非生化降解的有機(jī)物直接燃燒礦化生成co2和H2O。在電催化反應(yīng)中，電極作為電催化劑，不同的電極材料可以使電化學(xué)反應(yīng)速度發(fā)生數(shù)量級(jí)上的變化，適當(dāng)選擇電極材料是提高電化學(xué)催化反應(yīng)效率的有效途徑。摻硼金剛石薄膜(BDD，boron-dopeddiamond)電極作為一種新穎的電極材料，與傳統(tǒng)石墨電極、貴金屬電極和金屬電極等相比，具有最好的陽(yáng)極氧化能力，最強(qiáng)的抗腐蝕性與抗污染能力，最寬的電位窗口和最高的電流密度。國(guó)內(nèi)外對(duì)該類電極材料應(yīng)用于污水處理的研究很少，本發(fā)明由此而來(lái)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種干法腈綸生產(chǎn)廢水的處理裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中腈綸廢水可生化性差、現(xiàn)有的物理化學(xué)方法預(yù)處理效果不佳等問題。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種干法腈綸生產(chǎn)廢水的水處理裝置，包括進(jìn)行絮凝處理的沉淀室、進(jìn)行生化處理的好氧生化室，其特征在于所述沉淀室與好氧生化室間設(shè)置循環(huán)處理的金剛石電催化裝置，所述沉淀室與金剛石電催化裝置間、所述金剛石電催化裝置與好氧生化室間通過管路連接。優(yōu)選的，所述沉淀室前端通過管路連接溶解有絮凝劑的溶解配液池和對(duì)干法腈綸生產(chǎn)廢水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)的水質(zhì)調(diào)節(jié)池；所述絮凝劑通過計(jì)量泵由溶解配液池泵入沉淀室內(nèi)；所述干法腈綸生產(chǎn)廢水由水質(zhì)調(diào)節(jié)池進(jìn)入沉淀室內(nèi)。優(yōu)選的，所述沉淀室包括水平軸式機(jī)械絮凝池和與水平軸式機(jī)械絮凝池連通的沉淀池，所述干法腈綸生產(chǎn)廢水在水平軸式機(jī)械絮凝池內(nèi)與絮凝劑攪拌混勻后進(jìn)入沉淀池沉降。優(yōu)選的，所述金剛石電催化裝置包括陰、陽(yáng)電極，所述陰、陽(yáng)電極連接直流電源，所述金剛石電催化裝置外側(cè)設(shè)置電解液儲(chǔ)槽，所述電解液儲(chǔ)槽分別管路連接沉淀池、金剛石電催化裝置和好氧生化池。優(yōu)選的，所述電解液儲(chǔ)槽與金剛石電催化裝置間分別通過進(jìn)水管路和出水管路連通，在金剛石電催化裝置內(nèi)進(jìn)、出水循環(huán)往復(fù)氧化降解處理，所述進(jìn)水管路上設(shè)置將廢水泵入金剛石電催化裝置內(nèi)的蠕動(dòng)泵。本發(fā)明的另一目的在于提供一種干法腈綸生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)在干法腈綸生產(chǎn)廢水中加入無(wú)機(jī)高分子絮凝劑絮凝沉降處理，去除生產(chǎn)廢水中的一部分低聚物；(2)經(jīng)絮凝處理后的生產(chǎn)廢水通入金剛石電催化裝置中進(jìn)行氧化降解處理。優(yōu)選的，所述方法中無(wú)機(jī)高分子絮凝劑選用聚合氯化鋁絮凝劑；其用量控制在125135mg/L范圍內(nèi)。優(yōu)選的，所述金剛石電催化裝置的電解槽陽(yáng)極選用摻硼金剛石電極。優(yōu)選的，所述金剛石電催化裝置進(jìn)行氧化降解時(shí)的處理時(shí)間控制在12小時(shí)，施加電流控制在1.0A1.5A范圍內(nèi)。本發(fā)明的工作原理在于使用金剛石電催化氧化工藝這一水處理的電化學(xué)氧化技術(shù)，在一定強(qiáng)度的電場(chǎng)作用下在電極表面產(chǎn)生大量活性自由基和氧化物種(如羥基自由基，臭氧和過氧化氫等)，對(duì)于廢水中的各類有機(jī)污染物具有快速降解效果。其一個(gè)反應(yīng)特征是在一定范圍內(nèi)，施加電壓的很小增加可以導(dǎo)致反應(yīng)速率數(shù)量級(jí)上的變化，這使得在水處理工藝中可以進(jìn)行調(diào)節(jié)電壓的大小進(jìn)行廢水處理的控制。根據(jù)廢水的實(shí)際情況，可采用調(diào)整電流密度、加入適量合適支持電解質(zhì)等方法等進(jìn)行強(qiáng)化水處理效果。本發(fā)明人綜合分析干法腈綸生產(chǎn)廢水的成分，由于有機(jī)物含量和鹽含量均較高，使用電化學(xué)方法是非常合適的。此外，廢水中還有大量的低聚物，如果直接進(jìn)入電解槽，一部分低聚物在電場(chǎng)作用下將會(huì)發(fā)生凝聚，會(huì)對(duì)電化學(xué)體系造成堵塞等不利現(xiàn)象，所以在本發(fā)明中先采用無(wú)機(jī)高分子絮凝劑-聚合氯化鋁進(jìn)行絮凝沉降，去除一部分低聚物后再電解氧化，就可以避免出現(xiàn)堵塞問題。經(jīng)過絮凝處理后的廢水采用金剛石電催化工藝進(jìn)行降解處理，對(duì)一些毒性較強(qiáng)、化學(xué)惰性的污染物進(jìn)行有效的脫毒或完全去除，使得處理后水質(zhì)符合生化池的進(jìn)水要求。具體來(lái)說，本發(fā)明提出了一種用于干法腈綸生產(chǎn)廢水的高效預(yù)處理工藝，包括聚合氯化鋁絮凝和摻硼金剛石電催化氧化兩部分組成。對(duì)于起始化學(xué)耗氧量(CODJ為1000-1700mg/L的干法腈綸生產(chǎn)廢水，采用上述組合工藝，其中聚合氯化鋁的投加量為125-135mg/L，摻硼金剛石電催化氧化的處理時(shí)間和施加電流分別為lh和1.OA時(shí)，出水的C0Dcr值低于400mg/L，生物耗氧量低于180mg/L，說明可生化性得到很大提高，完全滿足了后續(xù)生化池的進(jìn)水要求。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.本發(fā)明技術(shù)方案干法腈綸生產(chǎn)廢水的處理裝置通過在進(jìn)行生化處理的好氧生化室前設(shè)置聯(lián)用的進(jìn)行絮凝處理的沉淀室和進(jìn)行電解氧化處理的金剛石電催化裝置進(jìn)行處理，處理后的污水達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(COD<250mg/L)，對(duì)于各類包括化纖、印染等工業(yè)廢水均具有很好的處理效果，可以滿足現(xiàn)有生化污水處理的進(jìn)水要求。2、本發(fā)明技術(shù)方案中通過對(duì)所需處理的水質(zhì)的成分進(jìn)行分析，充分考慮和比較其成份和各組分濃度的變化波動(dòng)范圍，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)措施，如一般可以通過簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)電壓或電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。3、本發(fā)明技術(shù)方案可確保穩(wěn)定而有效的水處理效果，還可作為一種高效的手段而應(yīng)用于其它類似化纖等化工生產(chǎn)廢水的處理之中。綜上所述，本發(fā)明把金剛石電極引入工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，在金剛石電極的制作成本大幅度下降的情況下，采用其作為功能材料處理工業(yè)廢水已經(jīng)逐步變?yōu)榭尚?。本發(fā)明針對(duì)腈綸生產(chǎn)廢水的水質(zhì)情況，使用金剛石電催化氧化工段具有很強(qiáng)的適用性，對(duì)于各類包括化纖、印染等工業(yè)廢水均具有很好的處理效果，可以滿足現(xiàn)有生化污水處理的進(jìn)水要求，以穩(wěn)定的達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(COD<250mg/L)。下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖1為本發(fā)明實(shí)施例干法腈綸生產(chǎn)廢水的處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為為本發(fā)明實(shí)施例聚合氯化鋁投加量與腈綸廢水COD去除的關(guān)系；圖3為本發(fā)明實(shí)施例以C0D去除量計(jì)算的各種效應(yīng)的正態(tài)分布圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例24因子設(shè)計(jì)得到的各類效應(yīng)對(duì)應(yīng)的Pareto曲線，其中純紫色條代表正效應(yīng)值，紫色條中帶有X號(hào)的為負(fù)的效應(yīng)值；圖5為電解過程中兩者對(duì)應(yīng)的處理后腈綸廢水的COD值變化趨勢(shì)；圖6為腈綸廢水COD去除率與對(duì)應(yīng)能耗的關(guān)系(反應(yīng)條件施加電流為0.50A；流速為400mL/min；溫度T=45士1°C)。其中，1為沉淀室；2為好氧生化室，3為金剛石電催化裝置；4為溶解配液池；5為水質(zhì)調(diào)節(jié)池；6為計(jì)量泵；7為電磁閥；11為水平軸式機(jī)械絮凝池；12為沉淀池；13為攪拌機(jī)；21為曝氣設(shè)備；31為電解液儲(chǔ)槽；32為蠕動(dòng)泵；33為直流電源。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。實(shí)施例干法腈綸生產(chǎn)廢水的水處理裝置如圖1，該干法腈綸生產(chǎn)廢水的水處理裝置，包括進(jìn)行絮凝處理的沉淀室1、進(jìn)行生化處理的好氧生化室2，沉淀室1前端通過管路連接溶解有絮凝劑的溶解配液池4和對(duì)干法腈綸生產(chǎn)廢水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)的水質(zhì)調(diào)節(jié)池5；所述絮凝劑通過計(jì)量泵6由溶解配液池4泵入沉淀室內(nèi)；所述干法腈綸生產(chǎn)廢水由水質(zhì)調(diào)節(jié)池5進(jìn)入沉淀室1內(nèi)。所述水質(zhì)調(diào)節(jié)池5設(shè)置廢水原水進(jìn)口，所述干法腈綸生產(chǎn)廢水通過原水進(jìn)口進(jìn)入水質(zhì)調(diào)節(jié)池5。所述沉淀室1包括水平軸式機(jī)械絮凝池11和與水平軸式機(jī)械絮凝池11連通的沉淀池12，所述干法腈綸生產(chǎn)廢水在水平軸式機(jī)械絮凝池11內(nèi)與絮凝劑攪拌混勻后進(jìn)入沉淀池沉降。所述水平軸式機(jī)械絮凝池11內(nèi)設(shè)置攪拌機(jī)13，用于對(duì)生產(chǎn)廢水和絮凝劑溶液進(jìn)行攪拌均勻，使其達(dá)到最佳的絮凝效果。沉淀室1與好氧生化室2間設(shè)置循環(huán)處理的金剛石電催化裝置3，所述沉淀室1與金剛石電催化裝置3間、所述金剛石電催化裝置3與好氧生化室2間通過管路連接。所述金剛石電催化裝置3包括陰、陽(yáng)電極，所述陰、陽(yáng)電極連接直流電源33，所述金剛石電催化裝置外側(cè)設(shè)置電解液儲(chǔ)槽31，所述電解液儲(chǔ)槽分別管路連接沉淀池12、金剛石電催化裝置3和好氧生化池2。所述電解液儲(chǔ)槽與金剛石電催化裝置3間分別通過進(jìn)水管路和出水管路連通，在金剛石電催化裝置內(nèi)進(jìn)、出水循環(huán)往復(fù)氧化降解處理，所述進(jìn)水管路上設(shè)置將廢水泵入金剛石電催化裝置內(nèi)的蠕動(dòng)泵32。所述沉淀室通過電磁閥7控制與金剛石電催化裝置的連通，當(dāng)絮凝處理沉淀后，沉淀室內(nèi)生產(chǎn)廢水上清液由電磁閥控制進(jìn)入電解液儲(chǔ)槽31，再由進(jìn)水管路進(jìn)入金剛石電催化裝置。所述好氧生化室2內(nèi)設(shè)置曝氣設(shè)備，所述曝氣設(shè)備向反應(yīng)器內(nèi)充氧，保證微生物生化作用所需之溶解氧，并保持反應(yīng)器內(nèi)微生物、底物、溶解氧，即泥、水、氣三者的充分混合，為微生物降解有機(jī)物提供有利的生化反應(yīng)條件。經(jīng)好氧生化室2處理后的廢水由于其參數(shù)指標(biāo)都達(dá)到國(guó)家相關(guān)指標(biāo)，可以回收利用或直接排放。該裝置對(duì)于各類包括化纖、印染等工業(yè)廢水均具有很好的處理效果，可以滿足現(xiàn)有生化污水處理的進(jìn)水要求，均穩(wěn)定的達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(COD<250mg/L)。應(yīng)用例通過干法腈綸生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法進(jìn)行某化纖廠水處理的應(yīng)用由某化纖廠的干法腈綸生產(chǎn)線排出的生產(chǎn)廢水，該混合廢水整體無(wú)色透明，具有一定的刺激性氣味，經(jīng)分析，其主要指標(biāo)為化學(xué)耗氧量COD&和生物耗氧量BOD5分別介于900-1200mg/L、310-490mg/L，pH值介于35。水溫4055°C;NH4+:200mg/L；SO42-:300mg/L；S032_:500mg/L；處理后期望達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(主要指標(biāo)COD<250mg/L)。根據(jù)綜合分析的指標(biāo)，考慮到廢水中存在一定濃度的低聚物，決定對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理先在絮凝處理裝置中使用聚合氯化鋁(PAC，由南京南科環(huán)境工程有限公司提供)對(duì)原水進(jìn)行絮凝處理。具體操作方式是將飽和的PAC水溶液以125-135mg/L的投加量加入廢水中攪拌均勻后，靜置30分鐘，濾去底部大量的白色絮狀沉淀，此時(shí)廢水COD值有了一定程度的降低。金剛石電催化氧化工段中使用水樣的主要指標(biāo)為化學(xué)耗氧量0&和生物耗氧量BOD5分別為723mg/L、450mg/L；pH值約為5.1。水溫45士1°C；NH4+-J2.2mg/L；SO42"280mg/L;S032—:440mg/L。對(duì)比水樣使用超純水進(jìn)行了11的稀釋處理。使用的金剛石電催化工段為板框式電解槽結(jié)構(gòu)，其中陽(yáng)極采用熱絲化學(xué)氣相沉積法制備的摻硼金剛石電極，電極為邊長(zhǎng)IOOmm的方片，厚度為2.0mm。并采用線切割工藝制出同樣大小的不銹鋼片，厚度為1mm。不銹鋼片經(jīng)過拋光后直接作為陰極。電極間距為IOmm0在電極兩端施加一定強(qiáng)度的電流，同時(shí)廢水以一定的流速流經(jīng)電解槽，在電解槽內(nèi)得到氧化分解，最終出水即可進(jìn)入生化池進(jìn)行處理，最后穩(wěn)定達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。1)聚合氯化鋁投加量的研究圖2表示聚合氯化鋁投加量與腈綸廢水COD去除量之間的關(guān)系?？梢钥闯觯酆下然X的最佳投加量是125-135mg/L。繼續(xù)提高投加量對(duì)于COD沒有明顯影響。2)金剛石電催化條件的研究金剛石電催化裝置中將水處理過程實(shí)現(xiàn)循環(huán)流動(dòng)處理，其核心部分就是帶有金剛石電極的電解槽，其中陽(yáng)極采用Nb基底BDD電極，其有效作用面積為77.44cm2(8.8cmX8.8cm)，陰極是同樣尺寸的Nb基底Pt薄膜電極，電極間距為10mm。使用水浴鍋通過儲(chǔ)液池對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行加熱，使其溫度恒定在45°C左右。儲(chǔ)液池為250mL，批處理量為200mL。將配制好的反應(yīng)液倒入儲(chǔ)液池并用蠕動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行循環(huán)電解氧化處理并隔時(shí)取樣，反應(yīng)后水樣進(jìn)行COD檢測(cè)。同時(shí)使用SPSS17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對(duì)比研究采用的陽(yáng)極是寶雞埠鈦公司提供的氯堿工業(yè)用的鈦銥釕陽(yáng)極(記為DSA電極)，大小尺寸與Diachem型BDD電極相似。研究中主要以COD去除量作為考核指標(biāo)，其檢測(cè)使用德國(guó)MERCK公司進(jìn)口的NOVA60多參數(shù)水質(zhì)分析儀Spectroquant和ThermoreaktorTR200進(jìn)行分析。測(cè)量范圍為25-1500mg/L(對(duì)應(yīng)14541#C0D測(cè)試管)，10_150mg/L(對(duì)應(yīng)14540#C0D測(cè)試管)兩種，故一般直接將待測(cè)水樣取3ml入已加入反應(yīng)劑的COD測(cè)試管，在恒溫148°C的Thermoreaktor中加熱2h，取出冷卻至室溫，插入測(cè)定儀，直接讀出水樣的COD值?？紤]到實(shí)際廢水排放量很大，且pH值和水溫變化不大，基本可以視為恒定，所以不適宜向廢水中添加電解質(zhì)或氧化劑，或者作為調(diào)節(jié)PH值的酸和堿，但是原水污染物濃度存在一定程度的波動(dòng)。比較重要的工藝參數(shù)就是反應(yīng)時(shí)間、施加電流密度、流速和廢水初始濃度。經(jīng)過長(zhǎng)期的摸索研究，為了獲得更多的有關(guān)反應(yīng)過程中各因素之間聯(lián)系的信息，采用化學(xué)計(jì)量學(xué)中的因子設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行四因素兩水平的正交實(shí)驗(yàn)。記反應(yīng)時(shí)間、流速、施加電流密度和廢水初始COD值四個(gè)變量分別為X1、X2、X3和X4，Y為COD去除量(單位均為mg/L)。一高一低兩個(gè)水平分別記為“+”、“_”，對(duì)應(yīng)的含義如表1所示。表1在24因子設(shè)計(jì)中的四個(gè)變量和對(duì)應(yīng)的兩個(gè)水平值<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>依據(jù)一部分摸索的結(jié)果，確定了兩個(gè)水平的對(duì)比值，并按照研究方案設(shè)計(jì)進(jìn)行了16組實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。表2與24因子設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的各實(shí)驗(yàn)組及觀察到的響應(yīng)值Y和COD去除率<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>可見，金剛石電催化工藝的處理效果很好，COD去除率最高接近80%，特別是實(shí)驗(yàn)組14的處理液的COD值僅為140mg/L，已經(jīng)達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS17.0對(duì)以上COD去除量進(jìn)行因子分析，結(jié)果如表3所示。表3與24因子設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的各主效應(yīng)和高階交叉效應(yīng)值(以響應(yīng)值Y計(jì)算而得)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>再根據(jù)這一結(jié)果繪制出各種效應(yīng)的正態(tài)分布圖，結(jié)果如圖3示?？梢钥闯觯膫€(gè)因素對(duì)COD去除量的影響順序?yàn)棣?(反應(yīng)液初始COD值)>X3(施加電流密度)>X1(反應(yīng)時(shí)間)>X2(流速)，其中流速的影響最小，基本上可以忽略。從正態(tài)分布圖可知，除了Χ4、X3、X1和X1·X4四項(xiàng)外，其余的效應(yīng)均大致落在一條直線附近，說明它們對(duì)水處理效果的影響很小，可以忽略。再做出Pareto效應(yīng)曲線，如圖4，其中各效應(yīng)的影響程度均取絕對(duì)值，負(fù)值的在中間加了X號(hào)。此外，圖中的ME和SME分別表示誤差限(marginoferror)和同步誤差限(simultaneousmarginoferror)，是依據(jù)美國(guó)學(xué)者Lenth所提出的中間值評(píng)估算法計(jì)算而得。這一算法還涉及一個(gè)稱為準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)誤差的參數(shù)(PSE，pesudo-standarderror)，三者分別為:PSE=10.6，ME=22.9，SME=45.0。從效應(yīng)曲線來(lái)看，X4、X3、Xi和X1·X4四項(xiàng)均超過SME，說明它們均是顯著影響反應(yīng)的參數(shù)，需要著重對(duì)待；而X3·X4項(xiàng)位于ME和SME之間，說明在某些情況下也需要引起注意；其余各項(xiàng)均小于ME，說明可以忽略?？梢钥闯鲞@一結(jié)果基本上與正態(tài)分布圖所顯示的相對(duì)應(yīng)。從單項(xiàng)參數(shù)來(lái)看，初始濃度和施加電流密度影響最為顯著，反應(yīng)時(shí)間的影響相對(duì)就較弱。其實(shí)對(duì)于高級(jí)氧化工藝來(lái)說，反應(yīng)時(shí)間定為l_2h是合理的反應(yīng)時(shí)間，而從減少能耗角度考慮時(shí)間還可以適當(dāng)縮短。所以隨著初始濃度和施加電流密度的提高，COD的絕對(duì)去除量相應(yīng)增加，同時(shí)也伴隨有電流效率的提高。在表2中效果最好的一組COD去除率達(dá)79.9%，出水COD值僅為140mg/L，已經(jīng)達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。這一結(jié)果表明使用BDD工藝作為預(yù)處理手段來(lái)降解干法腈綸生產(chǎn)廢水是十分有效的，實(shí)際上也可以適當(dāng)降低施加電流密度和縮短反應(yīng)時(shí)間，在一個(gè)較低的COD去除率下就已經(jīng)符合生化池的進(jìn)水要求。這里得到的用于腈綸廢水的最佳工藝參數(shù)組合為處理時(shí)間和施加電流分別為lh和1.00A，對(duì)應(yīng)的COD去除率為60%左右。為了說明金剛石電極(BDD)的優(yōu)越性，在實(shí)施例中使用氯堿工業(yè)中常用的鈦銥釕陽(yáng)極(DSA)進(jìn)行對(duì)比研究。本發(fā)明實(shí)施例在干法腈綸生產(chǎn)廢水降解研究中DSA電極與BDD電極的性能對(duì)比的研究結(jié)果如圖5和圖6所示。無(wú)論從去除率還是能耗角度來(lái)看，BDD工藝的優(yōu)勢(shì)都是十分明顯的。在反應(yīng)120分鐘后，用BDD電極和DSA電極處理腈綸廢水的COD去除率分別為65.2%和17.6%。再以COD去除率為18%的情況為例，BDD電極和DSA電極對(duì)應(yīng)的能耗分別為9.51Kffh/m3和78.70KWh/m3，后者約為前者的8倍。這說明BDD工藝確實(shí)具有很強(qiáng)的污染物處理能力，同時(shí)還對(duì)應(yīng)很低的過程能耗。上述實(shí)例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人是能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種干法腈綸生產(chǎn)廢水的水處理裝置，包括進(jìn)行絮凝處理的沉淀室(1)、進(jìn)行生化處理的好氧生化室(2)，其特征在于所述沉淀室(1)與好氧生化室(2)間設(shè)置循環(huán)處理的金剛石電催化裝置(3)，所述沉淀室(1)與金剛石電催化裝置(3)間、所述金剛石電催化裝置(3)與好氧生化室(2)間通過管路連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干法腈綸生產(chǎn)廢水的水處理裝置，其特征在于所述沉淀室(1)前端通過管路連接溶解有絮凝劑的溶解配液池(4)和對(duì)干法腈綸生產(chǎn)廢水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)的水質(zhì)調(diào)節(jié)池(5)；所述絮凝劑通過計(jì)量泵(6)由溶解配液池(4)泵入沉淀室內(nèi)；所述干法腈綸生產(chǎn)廢水由水質(zhì)調(diào)節(jié)池(5)進(jìn)入沉淀室(1)內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干法腈綸生產(chǎn)廢水的水處理裝置，其特征在于所述沉淀室(1)包括水平軸式機(jī)械絮凝池(11)和與水平軸式機(jī)械絮凝池(11)連通的沉淀池(12)，所述干法腈綸生產(chǎn)廢水在水平軸式機(jī)械絮凝池(11)內(nèi)與絮凝劑攪拌混勻后進(jìn)入沉淀池沉降。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干法腈綸生產(chǎn)廢水的水處理裝置，其特征在于所述金剛石電催化裝置(3)包括陰、陽(yáng)電極，所述陰、陽(yáng)電極連接直流電源(33)，所述金剛石電催化裝置外側(cè)設(shè)置電解液儲(chǔ)槽(31)，所述電解液儲(chǔ)槽分別管路連接沉淀池(12)、金剛石電催化裝置(3)和好氧生化池(2)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干法腈綸生產(chǎn)廢水的水處理裝置，其特征在于所述電解液儲(chǔ)槽與金剛石電催化裝置(3)間分別通過進(jìn)水管路和出水管路連通，在金剛石電催化裝置內(nèi)進(jìn)、出水循環(huán)往復(fù)氧化降解處理，所述進(jìn)水管路上設(shè)置將廢水泵入金剛石電催化裝置內(nèi)的蠕動(dòng)泵(32)。6.一種干法腈綸生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)在干法腈綸生產(chǎn)廢水中加入無(wú)機(jī)高分子絮凝劑絮凝沉降處理，去除生產(chǎn)廢水中的一部分低聚物；(2)經(jīng)絮凝處理后的生產(chǎn)廢水通入金剛石電催化裝置中進(jìn)行氧化降解處理。7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于所述方法中無(wú)機(jī)高分子絮凝劑選用聚合氯化鋁絮凝劑；其投加量控制在125135mg/L范圍內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于所述金剛石電催化裝置的電解槽陽(yáng)極選用摻硼金剛石電極，所述金剛石電催化裝置進(jìn)行氧化降解時(shí)的處理時(shí)間控制在12小時(shí)，施加電流控制在1.0A1.5A范圍內(nèi)。全文摘要本發(fā)明公開了一種干法腈綸生產(chǎn)廢水的水處理裝置及預(yù)處理方法，包括進(jìn)行絮凝處理的沉淀室(1)、進(jìn)行生化處理的好氧生化室(2)，其特征在于所述沉淀室(1)與好氧生化室(2)間設(shè)置循環(huán)處理的金剛石電催化裝置(3)，所述沉淀室(1)與金剛石電催化裝置(3)間、所述金剛石電催化裝置(3)與好氧生化室(2)間通過管路連接。所述方法包括在干法腈綸生產(chǎn)廢水中加入無(wú)機(jī)高分子絮凝劑絮凝沉降處理，去除生產(chǎn)廢水中的一部分低聚物；經(jīng)絮凝處理后的生產(chǎn)廢水通入金剛石電催化裝置中進(jìn)行氧化降解處理。該裝置對(duì)于各類包括化纖、印染等工業(yè)廢水均具有很好的處理效果，可以滿足現(xiàn)有生化污水處理的進(jìn)水要求，以穩(wěn)定的達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(COD＜250mg/L)。文檔編號(hào)C02F1/52GK101798160SQ20101014493公開日2010年8月11日申請(qǐng)日期2010年4月7日優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日發(fā)明者張春永,戎非,朱紀(jì)軍,顧忠澤申請(qǐng)人:東南大學(xué)