丙烯酸酯废水处理实验研究与工艺设计

论文摘要

近年来丙烯酸化工行业得到了快速发展和应用,其生产过程中排放的废水主要含有丙烯酸、醋酸、甲基磺酸、乙醛、部分芳香族化合物等有机物和无机盐,其化学需氧量（COD）一般高达几万-几十万mg/L,属于高浓度有机废水,特点为浓度高、成分复杂、有毒有害等,若不能有效处理,会对环境造成较大危害。针对该废水的特点,本文首先进行了湿式氧化实验研究,重点考察了反应温度、氧分压、有机物浓度、硫酸盐催化剂对丙烯酸酯废水COD去除率和可生化性提高的影响。结果表明,采用湿式氧化法处理的最佳反应条件是:反应温度250℃、初始氧分压3.5MPa、反应时间2h、稀释0.5倍（COD约10万mg/L）,COD去除率可达56%,可生化性B/C值可从0.13提高至0.63;投加CuSO4可以有效提高COD去除率,但对后续生化反应有影响,然后进行了湿式氧化系统设计。针对该废水的特点,还进行了浓缩、干燥实验研究,重点考察了丙烯酸酯废水的预处理及在减压蒸发过程中表现出的特性,如丙烯酸聚合、沸点升高、出水COD变化等,并且考察了对苯二酚对丙烯酸的阻聚作用。采用混凝沉淀的方法对废水进行预处理,可有效去除老化树脂和部分胶体有机物,但对COD的去除效果不明显;阻聚剂对苯二酚的投加可以有效阻碍丙烯酸的聚合,减缓沸点升高现象,降低浓缩液的粘度,投加量以0.1%为宜;废水的pH值直接决定了蒸发冷凝水的COD,在酸性条件下蒸发,COD去除率仅为17.5%,而在碱性条件下蒸发COD去除率可达98.8%。在前期实验研究的基础上,针对江苏某化工厂150t/d的丙烯酸树脂生产废水,进行了工艺设计和方案比选,经过综合考虑,选择了浓缩干燥法作为该丙烯酸树脂废水的处理工艺,选取了主要设备单元四效蒸发器与滚筒刮板干燥机。运行成本分析表明,每吨水的处理成本约为76.96元/m3,而该化工厂目前正在运行的焚烧工艺处理成本为400元/m3。若考虑干燥废料（热值相当于标煤）和生蒸汽冷凝水的回收利用,综合计算,每处理1吨废水可盈利约5元,从而变消费式处理为略有盈余的资源回收。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题来源、目的及主要研究内容
• 2 湿式氧化法实验研究
• 2.1 实验装置与材料
• 2.2 实验内容与方法
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.4 湿式氧化系统设计
• 2.5 本章小结
• 3 浓缩干燥法实验研究
• 3.1 实验装置与材料
• 3.2 实验研究
• 3.3 本章小结
• 4 工艺设计
• 4.1 工艺流程选择与比较
• 4.2 浓缩干燥工艺基本原理
• 4.3 浓缩干燥工艺设计
• 4.4 浓缩干燥工艺成本与效益分析
• 4.5 本章小结
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献