污水处理技术篇：丙烯酸及其酯类废水处理方法-北极星环保网

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近年来我国丙烯酸及其酯类工业发展迅速，2000年丙烯酸及其酯类总产量尚不足30万t，但到2010年已突破100万t大关，目前总产量约120万t。而每生产1t丙烯酸及其酯产品，约产生废水1.2t，即现在我国每年丙烯酸及酯类废水约在140万t左右。丙烯酸及其酯类废水的COD约30~80g/L，浓度较高;甲醛质量分数为1%~4%，毒性大;另外废水中含有丙烯酸、乙酸、甲醛、丙烯醛、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等多种有机物，成分复杂，这使得丙烯酸及其酯类废水的处理十分困难。

目前处理丙烯酸及其酯类废水的主流方法是焚烧法，但是由于焚烧法的费用较高、且有二次污染，因此人们开发并研究了一些新的处理方法，如生物法、催化湿式氧化法等，用于处理丙烯酸及其酯类废水，取得了一定的进展。笔者将对这些方法作一简要介绍。

1焚烧法

焚烧法治理废水是将废水雾化后喷入高温燃烧炉中使水雾完全汽化，让废水中的有机物在炉内完全氧化，分解成CO2和H2O及少许无机物灰分，一般认为CODCr>100g/L，热值>10467J/g的有机废水采用焚烧法处理较其他方法更加经济合理，否则焚烧中需要补充辅助燃料。目前丙烯酸及其酯类废水主要依靠焚烧法处理，其一般工艺流程如图1所示。这样处理的1t废水，所需成本约200~300元。

焚烧法虽然工艺成熟，对废水水质波动抗冲击性强，但是也存在一些缺点，如：若COD以及燃烧值未达到直接燃烧的要求，需要额外的燃料油，增加处理费用;丙烯酸及其酯类废水中含有高盐分、硫、氮元素等，在燃烧过程中会形成熔融盐损坏燃烧设备，或产生SO2、SO3、NO2等气体，引起二次污染。

然而由于缺乏其他经济有效的处理手段，目前焚烧法还是丙烯酸及其酯类废水处理的主流方法，人们也只能通过其他方式对这种方法进行改进和完善，如：回收燃烧产生的热能可以产生很好的经济效益;采用先进的设备装置使其能够避免高浓度盐水的损坏;对燃烧工艺进行改进，使燃烧尽量完全，改进气体吸收和收集装置，减少或者避免二次污染。然而尽管做出了改进，相对于其他方法焚烧法处理丙烯酸及其酯类废水的费用仍然很高，二次污染也无法完全避免，因此需要研究处理丙烯酸及其酯类废水的新方法。

2催化湿式氧化法

催化湿式氧化技术是在传统湿式氧化基础上加入催化剂的一种处理废水的方法，相对于传统湿式氧化技术，它的反应温度以及反应压力较低，反应分解能力更高，对设备腐蚀性小、运行成本低。王向荣等采用催化湿式氧化技术处理丙烯酸废水，进水COD在40g/L，出水COD<100mg/L，处理费用在100~200元/t。工艺流程如图2所示。

目前应用湿式催化氧化法处理丙烯酸及酯类废水，由于催化剂活性降低或者其他原因，往往在运行一段时间后去除率开始降低，因此目前催化湿式氧化法处理丙烯酸及其酯类废水多处于研究阶段。袁霞光研制了TiO2-ZrO2复合载体并制备了催化剂，用小型固定床考察了其对丙烯酸废水的湿式氧化反应的效果：在270℃，7.0MPa，液态空速1.0h-1，处理COD为32g/L的丙烯酸废水可以直接达到排放标准，而452h的稳定性考察实验显示了其良好的稳定性。李万海等制备了复合催化剂MnO2-CuO-CeO2-Fe2O3，考察其在常温常压下以H2O2为氧化剂对丙烯酸及其酯类废水进行湿式氧化的效果。在反应时间10h，进水COD为80g/L的条件下，COD去除率为68%。

催化湿式氧化法无需考虑丙烯酸及其酯类废水的毒性，因此比较有应用前景;缺点是由于湿式催化氧化法处理废水的关键在于催化剂，专一性强，对进水条件限制较高，目前只有少数丙烯酸生产厂家采用这种方法。此外催化湿式氧化法处理废水需要高温高压条件，存在着安全隐患。

3生物法

生物法是通过微生物自身的新陈代谢处理有机废水的一种方法，包括好氧生物处理及厌氧生物处理。丙烯酸及其酯类废水尽管浓度高、毒性大，但仍属于可生物利用废水，目前已有很多关于生物法处理丙烯酸及其酯类废水的研究与应用。

3.1好氧法

好氧法一般适用于处理COD≤200g/L，污泥负荷≤0.1kg/(kg•d)的丙烯酸及其酯类废水，其COD去除率高，出水COD大多可以直接满足排放要求。周平等采用内循环生物流化床处理丙烯酸废水，丙烯酸废水经调解pH和稀释预处理后进入三相生物流化床进行好氧处理，当进水COD为710~992mg/L时，有机物平均去除率为69%;进水COD为1277~2276mg/L时，有机物平均去除率为72.4%。

由于丙烯酸及其酯类废水浓度比较高，如果直接采用好氧处理，必须对原水进行较大比例的稀释，这样处理设备的占地面积比较大，增加投资费用以及后期运行费用，经济可行性较差。

3.2厌氧法

厌氧法可以处理COD较高的废水，无需曝气、能耗低、占地面积小、环保经济，被认为是处理丙烯酸及其酯类废水比较有前景和实际应用价值的方法。

厌氧处理工艺中的反应器类型很多，比较典型的有厌氧滤池(AF)、厌氧折流板反应器(ABR)、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)、内循环反应器(IC)。目前对于厌氧法处理丙烯酸及其酯类废水典型的工艺为采用UASB以及EGSB，UASB以及EGSB是目前应用最广泛的厌氧处理反应器之一，在它们的底部有大量高浓度活性污泥，顶部有三相分离器，其中进水、回流还有产气的因素可以使进水与活性污泥混合均匀，不需要额外搅拌设备，操作方便，能量消耗低。汤晓艳等采用内循环UASB处理COD高达5g/L的丙烯酸废水，当水力停留时间为10h，最大容积负荷为13.1~3.5kg/(m3•d)时，COD去除率可达87.9%。苏本生采用EGSB处理丙烯酸废水，进水COD约为5g/L，废水先经pH、温度调节，然后用生活污水稀释后进入EGSB，经过96d的驯化培养，COD去除率达85%，COD容积负荷10kg/(m3•d)。

原标题：丙烯酸及其酯类废水处理方法

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