兩級泡沫浮選法預(yù)處理腈綸廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的技術(shù)方案屬于廢水處理領(lǐng)域，具體說就是兩級泡沫浮選法預(yù)處理腈綸廢水。
【背景技術(shù)】
[0002]腈綸廢水是指腈綸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氰廢水，具有機物濃度高、毒性大和微生物降解性能差等特點。如果不經(jīng)處理或處理不達(dá)標(biāo)就排放到水體中，必將給水體造成嚴(yán)重的污染。目前，腈綸廢水工業(yè)化處理以生化法為主，但是丙烯腈低聚物作為該廢水中最難降解的污染物，不但難以生化處理，而且靠自然沉降以及過濾等方法難以去除。因此在生化法處理此廢水過程中，必須有預(yù)處理階段，去除廢水中的丙烯腈低聚物，從而有利于后續(xù)的生化處理。
[0003]氣浮工藝不僅以氣泡為媒介達(dá)到了去除低聚物的目的，而且具有易操作、低能耗、高效率和無污染等特點，因此被廣泛應(yīng)用于腈綸廢水預(yù)處理過程中。丙烯腈低聚物的去除導(dǎo)致了廢水中有機污染物濃度的降低，所以COD通常作為表征預(yù)處理效果的重要指標(biāo)。近年來以氣浮工藝作為預(yù)處理階段主要技術(shù)的專利有:楊曉奕等申請的干法腈綸廢水的處理技術(shù)(申請?zhí)?00129461.X)采用溶氣氣浮法去除腈綸廢水中的低分子聚合物，COD去除率為25%?35%，去除率低；高明華等申請的丙烯腈、腈綸廢水處理技術(shù)(申請?zhí)?01115864.6)采用混凝氣浮法進行預(yù)處理，COD去除率為70%?80%;杜龍弟等申請的一種丙烯腈和腈綸裝置廢水處理系統(tǒng)(申請?zhí)?201120523601.2)采用混凝沉淀或混凝氣浮和生物法預(yù)處理腈綸廢水，COD去除率為60?80%。盡管后兩者實現(xiàn)了高的COD去除率，但加入的多種混凝劑、表面活性劑等添加劑并沒有回收利用，既增加處理費用，又不利于后續(xù)處理。此外，上述技術(shù)中均未采用強化泡沫排液方法，而關(guān)于氣浮產(chǎn)生的消泡液(浮渣)的后續(xù)處理也并未提及。所以在保證低聚物有效去除以及COD大幅降低的前提下，有必要采取適宜的工藝解決上述專利中存在的冋題。
[0004]本課題組先前研發(fā)了兩級泡沫分離法濃縮大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)工藝(申請?zhí)?201010173810.9)，但由于上述專利所濃縮的大豆蛋白本身就是表面活性物質(zhì)，其分離的廢水可以具有良好的起泡性。然而由于丙烯腈低聚物不是表面活性物質(zhì)，而且此廢水中也沒有其它表面活性物質(zhì)，所以此方法處理腈綸廢水時起泡性極差，無法有效去除此廢水中的丙烯腈低聚物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的為針對當(dāng)前技術(shù)的不足，提供一種兩級泡沫浮選法預(yù)處理腈綸廢水的方法。該方法利用有效排液的浮選塔代替浮選池，并采用具有Z型構(gòu)件的泡沫浮選塔作為第一級泡沫浮選塔，再通過加入適當(dāng)?shù)母∵x藥劑，強化排液使得消泡液體積減少，使低聚物高度富集，靠自然沉降便可有效處理，提高了廢水COD的去除率，對腈綸廢水有很好的處理效果，并且實現(xiàn)了浮選藥劑的回收利用。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]一種兩級泡沫浮選法預(yù)處理腈綸廢水的方法，包括以下步驟:
[0008]第一步，腈綸廢水的收集和檢測以及浮選藥劑的加入
[0009]將初始腈綸廢水注入調(diào)節(jié)池中，并加入浮選藥劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，CTAB的首次加入量為100?500mg/L腈綸廢水；
[0010]第二步，兩級泡沫浮選工藝
[0011 ]第一級泡沫浮選工藝:將調(diào)節(jié)池中的腈綸廢水注入第一級泡沫浮選塔，表觀氣速為0.5?1.0mm/s，泡沫層高度為1.0?1.5m，對流出塔頂?shù)呐菽M行收集并消泡，待泡沫不能從浮選塔頂端流出時，即可停止通氣;從塔頂收集到的泡沫經(jīng)消泡得到的液體為第一級消泡液，COD為3700?5500mg/L;浮選塔底排放的液體COD為105?160mg/L，此液體進入排放液儲池作為第二級泡沫浮選的進料液；
[0012]第二級泡沫浮選工藝:排放液儲池中的腈綸廢水進入第二級泡沫浮選塔，表觀氣速為1.8?2.3mm/s，泡沫層高度為0.4?0.9m，對流出塔頂?shù)呐菽M行收集并消泡，待泡沫不能從浮選塔頂端流出時，即可停止通氣;從塔頂收集到的泡沫經(jīng)消泡得到的液體為第二級消泡液；
[0013]浮選塔底排放的液體COD為75?130mg/L，CTAB濃度為5?38mg/L。通過兩級泡沫浮選，COD的去除率為78%?88%，CTAB的回收率為91?97%。第二級排放的液體進入后續(xù)生化處理階段；
[0014]第三步，消泡液處理
[0015]第一級消泡液進入沉淀池，自由沉降4?6h，收集上清液;將丙烯腈低聚物沉淀進行焚燒處理；
[0016]上清液與第二級消泡液混合后的液體體積占第一級浮選塔進料量的12?18%，COD為450?850mg/L，CTAB濃度為680?3000mg/L，此液體返回調(diào)節(jié)池，連同新注入的腈綸廢水，準(zhǔn)備開始下一次預(yù)處理過程。這時將上述第一步中的CTAB加入量減為5?40mg/L，然后繼續(xù)兩級泡沫浮選預(yù)處理腈綸廢水，從而達(dá)到了浮選藥劑CTAB的循環(huán)利用。
[0017]所述的第一步中的初始腈綸廢水的COD為450?850mg/L。
[0018]所述的第一級泡沫浮選塔為截面是正方形的方塔，浮選塔邊長為150?350mm，塔高:邊長=6?10:1，浮選塔內(nèi)安裝有一個Z型構(gòu)件，即構(gòu)件具有兩次反向折向的結(jié)構(gòu)，折向處產(chǎn)生的兩條水平折線將Z型構(gòu)件分為上中下三部分，每一部分均為寬度相同的矩形，寬度為浮選塔的邊長，其中，上下兩部分長度相同，中間部分長度為上下兩部分長度之和;Z型構(gòu)件在塔內(nèi)的垂直高度為1.0?1.5m，構(gòu)件安裝在前后塔壁上，其中，上端安裝在塔頂?shù)闹虚g位置(上端線水平)，底端安裝在泡沫層底端的中間位置，折線處作為Z型構(gòu)件的凸出端部分別接近左右塔壁，與塔壁的間距為1?20mm。
[0019]所述的Z型構(gòu)件為由相同材質(zhì)的三部分拼接組成，或者由一塊相同材質(zhì)的材料按照所述比例兩次反向折成，本發(fā)明優(yōu)選為后者。
[0020]所述的第二級泡沫浮選塔為截面是正方形的方塔，浮選塔邊長為150?350mm，塔高:邊長=4?5:1，塔內(nèi)未安裝Z型構(gòu)件。
[0021 ]所述的消泡方法均為機械法。
[0022]所述的Z型排液構(gòu)件的材質(zhì)為厚度為Imm的塑料薄片。
[0023]本發(fā)明的有益效果為:
[0024]1.本發(fā)明將開發(fā)的一種新型二級泡沫浮選技術(shù)應(yīng)用于腈綸廢水預(yù)處理階段，泡沫浮選具有設(shè)備簡單、投資少、耗能小、無污染和操作簡單等優(yōu)點，有效降低了腈綸廢水的處理成本。
[0025]2.第一級泡沫浮選中Z型構(gòu)件的加入實現(xiàn)了丙烯腈低聚物的高度富集(第一級消泡液中COD為3700?5500mg/L)，從而使其靠自然沉降產(chǎn)生沉淀，進而有利于進行焚燒處理。
[0026]3.通過兩級泡沫浮選工藝，采用適宜的浮選藥劑，有效提高了腈綸廢水中低聚物的去除率(C0D去除率為78%?88% )，與目前氣浮預(yù)處理工藝相比，COD去除率提高了 10%，從而有利于腈綸廢水的后續(xù)生化處理。
[0027]4.第一級消泡液沉降處理后的上清液與第二級消泡液一同進入調(diào)節(jié)池，不僅使得未去除的低聚物繼續(xù)處理，最重要的是實現(xiàn)了浮選藥劑的循環(huán)利用(CTAB的回收率為91%?97%)。
[0028]5.為了有效濃縮丙烯腈低聚物，本發(fā)明在大量實驗和分析的基礎(chǔ)上，最終發(fā)現(xiàn)選用浮選藥劑一一十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)去除此廢水中的丙烯腈低聚物效果最好，該藥劑不僅可以作為起泡劑，而且可以作為捕獲劑，也就是說此藥劑不僅在泡沫浮選過程中產(chǎn)生穩(wěn)定的泡沫，而且有效捕獲丙烯腈低聚物，使得低聚物更容易吸附在氣-液界面上，以此來達(dá)到去除低聚物的目的。
【附圖說明】
[0029]圖1是兩級泡沫浮選法預(yù)處理腈綸廢水工藝流程圖。
[0030]圖2是本發(fā)明的第一級泡沫浮選塔結(jié)構(gòu)示意圖。其中:I為泡沫浮選塔柱，2為Z型構(gòu)件，3為液相與泡沫相的界面。3以上部分為泡沫相，加入Z型構(gòu)件，3以下部分為液相。
[0031]圖3是Z型構(gòu)件的示意圖。其中:I為泡沫浮選塔柱，2為Z型構(gòu)件，構(gòu)件兩側(cè)的折向處產(chǎn)生了兩條水平折線。
【具體實施方式】
[0032]為了使本發(fā)明方案更加清楚，下面結(jié)合附圖以及實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0033]兩級泡沫浮選法預(yù)處理腈綸廢水的工藝流程如圖1所示:腈綸廢水首先進入調(diào)節(jié)池中，加入適宜的浮選藥劑，作為第一級泡沫浮選的進料液;然后在第一級泡沫浮選塔中加入Z型構(gòu)件，強化泡沫排液，減小消泡液體積，有效富集了丙烯腈低聚物，使其在消泡液沉淀池中靠自然沉降便可有效去除；第二級泡沫浮選以第一級的塔底排放液為進料液，一方