气态膜吸收法处理丙烯腈废水中的氰化物和氨氮

论文摘要

气态膜吸收过程（GMAP）是近年来兴起的一种高效的膜分离技术,由于具有处理成本低,运行操作方便,不产生二次污染,不改变被分离物质形态,可回收挥发性化学物质等优点,在环境保护领域里显示出广阔的应用前景,得到了国内外学者的广泛关注。丙烯腈生产多采用丙烯氨氧化法（Sohio法）。在丙烯腈生产过程中会产生含有高浓度的氰化物、丙烯腈、氨氮、乙腈等有毒有害物质的工业废水,难以采用传统的物化方法和生物方法进行有效处理。以吉林石化公司丙烯腈厂的实际生产废水为处理对象,采用疏水性的聚丙烯（PP）中空纤维膜去除丙烯腈废水中氰化物和氨氮,对运行条件进行了优化,如流速、pH和温度等。研究了废水的组成对气态膜吸收工艺（GMAP）去除氰化物的影响,分析讨论了中试研究中出现的问题并提出相应解决办法,以及长期运行后膜的污染与清洗等问题。结果表明,直接将废水调酸后进行膜吸收氰化物时,氰化物的去除率只有40%～70%；将废水的pH值调至11～12时,膜吸收法对氨氮的去除效率达到80%～93.3%；膜吸收法去除氨氮后的废水,再将其pH值调至5-6,进行膜吸收氰化物实验,由于加碱过程促进废水中的丙酮氰醇分解产生游离氰,氰化物的去除率可提高到82%～90%；氢氧化钠的加入,使废水中的胶体含量从0.95 mg／L降低至0.20 mg／L,有利于减轻膜污染和抑制水蒸气的渗透蒸馏；废水连续运行74 h后,膜组件发生严重的亲水化,引起亲水化的主要物质有铁盐和钛盐,盐酸清洗对膜上沉积的铁盐有较好的去除效果。利用气态膜吸收法去除并回收丙烯腈废水中的氨氮可以得到较好的去除效果,可有效降低后续处理负荷,具有良好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 丙烯腈简介
• 1.1.2 丙烯腈废水的处理现状
• 1.2 含氰废水的处理
• 1.2.1 生物处理法
• 1.2.2 氧化法
• 1.2.3 其他方法
• 1.3 氨氮废水的处理
• 1.3.1 生物脱氮
• 1.3.2 高浓度氨氮废水的处理
• 1.4 气态膜吸收法的工艺原理
• 1.5 气态膜法去除废水中的氨氮和氰化物
• 1.6 立题目的、研究内容和论文结构
• 1.6.1 立题目的
• 1.6.2 研究内容
• 1.6.3 创新点
• 1.6.4 论文结构
• 第2章 工艺介绍
• 2.1 废水的来源
• 2.2 实验方案
• 2.3 材料与方法
• 2.3.1 实验装置
• 2.3.2 实验仪器
• 2.3.3 分析方法
• 2.3.4 化学药品
• 第3章 气态膜法对废水中氰化物的去除
• 3.1 工艺流程
• 3.2 气态膜法处理模拟含氰废水
• 3.3 运行参数的优化
• 3.3.1 pH的影响
• 3.3.2 流速的影响
• 3.3.3 温度的影响
• 3.3.4 吸收液浓度
• 3.4 丙烯腈的影响
• 3.5 二次膜吸收实验
• 3.6 加标实验
• 3.7 铁氰络合物的影响
• 3.8 丙酮氰醇的影响
• 3.9 超声波的影响
• 3.10 本章小结
• 第4章 气态膜法对废水中氨氮的去除
• 4.1 硫酸钠晶体的析出及影响
• 4.2 运行参数的优化
• 4.2.1 pH的影响
• 4.2.2 流速的影响
• 4.2.3 温度的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 中试研究
• 5.1 氰化物的去除
• 5.2 氨氮的去除
• 5.3 先去除氨氮后去除氰化物
• 5.4 COD的去除
• 5.5 环境和经济效益
• 5.6 吸收液的回收
• 5.7 存在问题
• 5.7.1 硫酸钠晶体的产生
• 5.7.2 伴生渗透蒸馏
• 5.8 本章小结
• 第6章 膜污染
• 6.1 连续运行后传质系数的变化
• 6.2 膜的清洗
• 6.2.1 清洗结果及分析
• 6.2.2 清洗液的元素分析
• 6.3 清洗后膜组件的电镜分析
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录