關(guān)于高級(jí)氧化技術(shù)處理丙烯腈污水的分析

李云路+孫萬(wàn)里

摘 要：丙烯腈是一種化學(xué)原料，而丙烯腈污水由于水質(zhì)復(fù)雜、可生化性差，處理起來(lái)具有一定難度。基于此，本文就高級(jí)氧化技術(shù)在丙烯腈污水處理當(dāng)中的應(yīng)用展開(kāi)分析，主要介紹了紫外光法與高鐵酸鉀處理法兩種高級(jí)氧化技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高級(jí)氧化技術(shù)；丙烯腈；污水處理

前言：在丙烯腈污水當(dāng)中，可生化性差的特點(diǎn)使其中的多種物質(zhì)難以被生物降解，以腈綸廠的污水為例，相關(guān)檢測(cè)得出重鉻酸鹽指數(shù)在1000 mg/L以上。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)現(xiàn)與研究，利用高級(jí)氧化技術(shù)進(jìn)行丙烯腈污水處理，工藝較為簡(jiǎn)單，且反應(yīng)迅速，去除污水當(dāng)中的難降解物效果顯著。

1.高級(jí)氧化技術(shù)

利用氧化法進(jìn)行丙烯腈污水處理，主要的處理原理，就是通過(guò)相關(guān)措施對(duì)污水的重鉻酸鹽指數(shù)進(jìn)行有效的控制。通過(guò)研究與測(cè)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，污水中重鉻酸鹽指數(shù)的的影響因素，主要包括Fe2+和H2O2的投加量、反應(yīng)時(shí)間、初始pH值等。在應(yīng)用過(guò)程中，結(jié)合中心響應(yīng)面法對(duì)高級(jí)氧化處理過(guò)程的進(jìn)行優(yōu)化分析，能夠得出最佳的反應(yīng)參數(shù)；進(jìn)而再利用三維熒光光譜對(duì)丙烯腈污水中的污染物進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，并利用光譜圖進(jìn)行有效分析。通過(guò)反復(fù)的處理、反應(yīng)、檢測(cè)，并對(duì)重鉻酸鹽指數(shù)的處理效果進(jìn)行全面的監(jiān)控與分析，明確污水處理程度即污染物去除率。

2.紫外光處理丙烯腈污水

2.1 實(shí)驗(yàn)概述

實(shí)驗(yàn)主要考察紫外光對(duì)丙烯腈污水處理的作用，探究丙烯腈污水初始濃度、pH值以及溫度對(duì)反應(yīng)過(guò)程的影響效果。實(shí)驗(yàn)中，采用丙烯腈污水初始濃度100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L，并不斷調(diào)解pH值，對(duì)其施加紫外燈光照，正常室溫下紫外光照射時(shí)間為80 min，室溫在需要時(shí)可調(diào)解。

2.2 初始濃度對(duì)處理效果的影響

在紫外燈光照射下，丙烯腈污水不初始濃度下，對(duì)污染物的去除都表現(xiàn)出了顯著成果。在100 mg/L濃度中，處理過(guò)后的丙烯腈殘存率降到10%；隨著初始濃度的提升，丙烯腈殘存率也有所升高。當(dāng)初始濃度大于300 mg/L時(shí)，初始濃度的變化就幾乎不會(huì)對(duì)丙烯腈的殘存率產(chǎn)生影響，其殘存率能夠有效保持在31%以下[1]。

在高濃度下，紫外光對(duì)丙烯腈的作用效果得到了增強(qiáng)，而紫外光的作用效果，主要受到紫外線劑量的影響，而紫外線劑量又會(huì)受到照射強(qiáng)度與時(shí)間的影響。其主要影響規(guī)律如下：

D=I·S

式中D為紫外線的劑量；I則是紫外光強(qiáng)度；S表示照射時(shí)間。

2.3 初始pH值對(duì)處理效果的影響

采用300 mg/L初始濃度的丙烯腈污水，通過(guò)鹽酸與氫氧化鈉對(duì)該濃度下污水的pH值進(jìn)行調(diào)解，保持室溫下紫外光照射80 min，探究初始pH值對(duì)紫外光處理丙烯腈水的影響效果。

實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)pH值為6時(shí)，得到了最好的丙烯腈去除效果，殘存率為20%左右，在pH值為強(qiáng)酸過(guò)強(qiáng)堿條件使，丙烯腈的殘存率高于48%。此外，針對(duì)不同同pH值條件下，進(jìn)行紫外光照射調(diào)整，隨著光照時(shí)間的適當(dāng)延長(zhǎng)，丙烯腈的殘存率會(huì)有所降低。

2.4 溫度對(duì)對(duì)處理效果的影響

以初始濃度為300 mg/L的丙烯腈污水作為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，調(diào)解室內(nèi)溫度，保持pH值不變，進(jìn)行紫外光照射80 min；考察溫度對(duì)紫外光處理丙烯腈水的影響效果。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)室內(nèi)溫度調(diào)解在40℃以下時(shí)，相同光照條件下的丙烯腈殘存率并無(wú)明顯變化，保持在25%以上；當(dāng)溫度在40℃以上時(shí)，隨著溫度的繼續(xù)上升，丙烯腈的殘存率顯著下降；60℃時(shí)，其殘存率將之3%。由此表明，高溫條件下能夠促進(jìn)光化學(xué)反應(yīng)，并能增強(qiáng)丙烯腈的熱解作用。若在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，才采用紫外光照射，而是采用磁力攪拌80 min，則將丙烯腈的村存量降低到15%左右。

3.高鐵酸鉀處理丙烯腈污水

3.1 實(shí)驗(yàn)概述

實(shí)驗(yàn)主要考察氧化劑高鐵酸鉀對(duì)丙烯腈污水處理的作用，探究高鐵酸鉀投加量以及丙烯腈污水的初始濃度、初始pH值以及溫度對(duì)處理效果的影響。

3.2 高鐵酸鉀投加量對(duì)處理效果的影響

采用300 mg/L的丙烯腈污水開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所用高鐵酸鉀的純度為95%，保持污水pH值與室溫不變，更改高鐵酸鉀投加量，使污水中的高鐵酸鉀含量為10 mg/L、20 mg/L、50 mg/L、100 mg/L，反應(yīng)時(shí)間為80 min。進(jìn)而分析高鐵酸鉀投加量對(duì)丙烯腈污水處理效果的影響。

實(shí)驗(yàn)表明，在高鐵酸鉀的投加量為10 mg/L時(shí)，檢測(cè)到的丙烯腈殘存量為30%左右；隨著高鐵酸鉀投加量的不但增加，污水中的丙烯腈殘存量逐漸降低，當(dāng)降低幅度會(huì)逐漸減小。通過(guò)分析能夠明確，該反應(yīng)原理，是由于在高鐵酸鉀即氧化劑不斷增加的情況下，由于氧化作用產(chǎn)生的絮狀物氫氧化鐵也會(huì)逐漸增多，由于其大表面積特點(diǎn)與表面化學(xué)特性，使其具備了良好的吸附功能；又由于氫氧化鐵是在水處理的過(guò)程中形成，反應(yīng)過(guò)程能夠?qū)λ械谋╇嫫鸬揭欢ň頀吲c沉淀作用，進(jìn)一步提升丙烯腈的去除效果。

通過(guò)對(duì)反應(yīng)時(shí)間的觀測(cè)，高鐵酸鉀的作用先快、后慢，反應(yīng)初期階段就能去除掉大部分的丙烯腈，加大高鐵酸鉀的投加量，能夠在一定程度上延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，時(shí)后期反應(yīng)的去除總量得到提升。

3.3 初始濃度對(duì)對(duì)處理效果的影響

保持丙烯腈污水中的高鐵酸鉀含量為20 mg/L不變，保持污水pH值與室溫不變，變化初始濃度為100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L，進(jìn)而分析高鐵酸鉀處理丙烯腈污水時(shí)，初始濃度對(duì)處理效果的影響。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，在100 mg/L濃度下，反應(yīng)過(guò)后的丙烯晴殘存率能夠降至13%以下；隨著濃度的不斷升高，殘存率也會(huì)增加，當(dāng)丙烯腈濃度達(dá)到400 mg/L時(shí)，殘存率能夠降至35%左右。

反應(yīng)過(guò)程中，由于氫氧化鐵在其中能夠發(fā)生良好的絮凝作用，可幫助提升丙烯腈去除效果。因此，在高能濃度的丙烯腈污水處理過(guò)程中，適當(dāng)提升高鐵酸鉀的投加量，能夠促使丙烯腈去除效果更佳[2]。

3.4 初始pH值對(duì)處理效果的影響

采用300 mg/L初始濃度的丙烯腈污水，通過(guò)鹽酸與氫氧化鈉對(duì)該濃度下污水的pH值進(jìn)行調(diào)解，保持高鐵酸鉀投加量為20 mg/L不變，反應(yīng)時(shí)間為80 min。探究初始pH值對(duì)紫高鐵酸鉀處理丙烯腈水的影響效果。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)記錄，當(dāng)丙烯腈污水的pH值為6時(shí)，即污水為中性時(shí)，高鐵酸鉀對(duì)丙烯腈的處理效果最好，殘存率最終能夠降低至30%以下。在強(qiáng)酸條件下，由于氫離子，造成高鐵酸鉀分子發(fā)生梔子花作用，進(jìn)而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)重整，分子內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)，使處理丙烯腈的氧化時(shí)間變短，大部分的丙烯腈未來(lái)得及被分解。在強(qiáng)堿條件下，則是由于高鐵酸鉀分解緩慢，且氧化電位過(guò)低，最終導(dǎo)致丙烯腈去除效果不佳。

3.5 溫度對(duì)處理效果的影響

以初始濃度為300 mg/L的丙烯腈污水作為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，調(diào)解室內(nèi)溫度，保持pH值不變，高鐵酸鉀投加量為20 mg/L不變，反應(yīng)80 min；考察溫度對(duì)高鐵酸鉀處理丙烯腈水的影響效果。

實(shí)驗(yàn)表明，在40℃時(shí)，由于高鐵酸鉀作用，丙烯腈殘存率降至20%以下，處于最佳狀態(tài)；隨著溫度的繼續(xù)上升，丙烯腈的去除效果明顯下降。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，對(duì)高級(jí)氧化極速在丙烯腈污水處理中的研究分析，對(duì)明確處理方式有重要意義。通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，能夠了解最佳條件下污水處理效果也就更好。不斷拓展高級(jí)氧化技術(shù)在丙烯腈污水處理中的應(yīng)用范圍，能促進(jìn)環(huán)境污染的有效治理。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏博. 高級(jí)氧化技術(shù)預(yù)處理丙烯腈工業(yè)廢水的研究[D].東北石油大學(xué)，2015.

[2]運(yùn)長(zhǎng)龍，趙一聰. 高級(jí)氧化技術(shù)機(jī)理及在污水處理中的應(yīng)用[J]. 遼寧化工，2014，03：294-295+299.endprint