關于高級氧化技術處理丙烯腈污水的分析

李云路+孫萬里

摘 要：丙烯腈是一種化學原料，而丙烯腈污水由于水質復雜、可生化性差，處理起來具有一定難度。基于此，本文就高級氧化技術在丙烯腈污水處理當中的應用展開分析，主要介紹了紫外光法與高鐵酸鉀處理法兩種高級氧化技術。

關鍵詞：高級氧化技術；丙烯腈；污水處理

前言：在丙烯腈污水當中，可生化性差的特點使其中的多種物質難以被生物降解，以腈綸廠的污水為例，相關檢測得出重鉻酸鹽指數(shù)在1000 mg/L以上。通過長時間的發(fā)現(xiàn)與研究，利用高級氧化技術進行丙烯腈污水處理，工藝較為簡單，且反應迅速，去除污水當中的難降解物效果顯著。

1.高級氧化技術

利用氧化法進行丙烯腈污水處理，主要的處理原理，就是通過相關措施對污水的重鉻酸鹽指數(shù)進行有效的控制。通過研究與測驗發(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、反應時間、初始pH值等。在應用過程中，結合中心響應面法對高級氧化處理過程的進行優(yōu)化分析，能夠得出最佳的反應參數(shù)；進而再利用三維熒光光譜對丙烯腈污水中的污染物進行詳細檢測，并利用光譜圖進行有效分析。通過反復的處理、反應、檢測，并對重鉻酸鹽指數(shù)的處理效果進行全面的監(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 實驗概述

實驗主要考察紫外光對丙烯腈污水處理的作用，探究丙烯腈污水初始濃度、pH值以及溫度對反應過程的影響效果。實驗中，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，并不斷調解pH值，對其施加紫外燈光照，正常室溫下紫外光照射時間為80 min，室溫在需要時可調解。

2.2 初始濃度對處理效果的影響

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。當初始濃度大于300 mg/L時，初始濃度的變化就幾乎不會對丙烯腈的殘存率產(chǎn)生影響，其殘存率能夠有效保持在31%以下[1]。

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

D=I·S

式中D為紫外線的劑量；I則是紫外光強度；S表示照射時間。

2.3 初始pH值對處理效果的影響

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

實驗中，當pH值為6時，得到了最好的丙烯腈去除效果，殘存率為20%左右，在pH值為強酸過強堿條件使，丙烯腈的殘存率高于48%。此外，針對不同同pH值條件下，進行紫外光照射調整，隨著光照時間的適當延長，丙烯腈的殘存率會有所降低。

2.4 溫度對對處理效果的影響

以初始濃度為300 mg/L的丙烯腈污水作為實驗基礎，調解室內溫度，保持pH值不變，進行紫外光照射80 min；考察溫度對紫外光處理丙烯腈水的影響效果。

通過實驗發(fā)現(xiàn)，當室內溫度調解在40℃以下時，相同光照條件下的丙烯腈殘存率并無明顯變化，保持在25%以上；當溫度在40℃以上時，隨著溫度的繼續(xù)上升，丙烯腈的殘存率顯著下降；60℃時，其殘存率將之3%。由此表明，高溫條件下能夠促進光化學反應，并能增強丙烯腈的熱解作用。若在實驗過程中，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 實驗概述

實驗主要考察氧化劑高鐵酸鉀對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值以及溫度對處理效果的影響。

3.2 高鐵酸鉀投加量對處理效果的影響

采用300 mg/L的丙烯腈污水開展相關實驗，實驗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，反應時間為80 min。進而分析高鐵酸鉀投加量對丙烯腈污水處理效果的影響。

實驗表明，在高鐵酸鉀的投加量為10 mg/L時，檢測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，當降低幅度會逐漸減小。通過分析能夠明確，該反應原理，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逐漸增多，由于其大表面積特點與表面化學特性，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程中形成，反應過程能夠對水中的丙烯腈起到一定卷掃與沉淀作用，進一步提升丙烯腈的去除效果。

通過對反應時間的觀測，高鐵酸鉀的作用先快、后慢，反應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反應時間，時后期反應的去除總量得到提升。

3.3 初始濃度對對處理效果的影響

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，進而分析高鐵酸鉀處理丙烯腈污水時，初始濃度對處理效果的影響。

通過實驗觀察，在100 mg/L濃度下，反應過后的丙烯晴殘存率能夠降至13%以下；隨著濃度的不斷升高，殘存率也會增加，當丙烯腈濃度達到400 mg/L時，殘存率能夠降至35%左右。

反應過程中，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程中，適當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值對處理效果的影響

采用300 mg/L初始濃度的丙烯腈污水，通過鹽酸與氫氧化鈉對該濃度下污水的pH值進行調解，保持高鐵酸鉀投加量為20 mg/L不變，反應時間為80 min。探究初始pH值對紫高鐵酸鉀處理丙烯腈水的影響效果。

通過實驗記錄，當丙烯腈污水的pH值為6時，即污水為中性時，高鐵酸鉀對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，進而導致其結構重整，分子內部的氧化還原反應，使處理丙烯腈的氧化時間變短，大部分的丙烯腈未來得及被分解。在強堿條件下，則是由于高鐵酸鉀分解緩慢，且氧化電位過低，最終導致丙烯腈去除效果不佳。

3.5 溫度對處理效果的影響

以初始濃度為300 mg/L的丙烯腈污水作為實驗基礎，調解室內溫度，保持pH值不變，高鐵酸鉀投加量為20 mg/L不變，反應80 min；考察溫度對高鐵酸鉀處理丙烯腈水的影響效果。

實驗表明，在40℃時，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。

結束語：綜上所述，對高級氧化極速在丙烯腈污水處理中的研究分析，對明確處理方式有重要意義。通過相關實驗，能夠了解最佳條件下污水處理效果也就更好。不斷拓展高級氧化技術在丙烯腈污水處理中的應用范圍，能促進環(huán)境污染的有效治理。

參考文獻：

[1]魏博. 高級氧化技術預處理丙烯腈工業(yè)廢水的研究[D].東北石油大學，2015.

[2]運長龍，趙一聰. 高級氧化技術機理及在污水處理中的應用[J]. 遼寧化工，2014，03：294-295+299.endprint