兩級泡沫浮選法預處理腈綸廢水的方法
【技術領域】
[0001]本發明的技術方案屬于廢水處理領域，具體說就是兩級泡沫浮選法預處理腈綸廢水。
【背景技術】
[0002]腈綸廢水是指腈綸生產過程中產生的含氰廢水，具有機物濃度高、毒性大和微生物降解性能差等特點。如果不經處理或處理不達標就排放到水體中，必將給水體造成嚴重的污染。目前，腈綸廢水工業化處理以生化法為主，但是丙烯腈低聚物作為該廢水中最難降解的污染物，不但難以生化處理，而且靠自然沉降以及過濾等方法難以去除。因此在生化法處理此廢水過程中，必須有預處理階段，去除廢水中的丙烯腈低聚物，從而有利于后續的生化處理。
[0003]氣浮工藝不僅以氣泡為媒介達到了去除低聚物的目的，而且具有易操作、低能耗、高效率和無污染等特點，因此被廣泛應用于腈綸廢水預處理過程中。丙烯腈低聚物的去除導致了廢水中有機污染物濃度的降低，所以COD通常作為表征預處理效果的重要指標。近年來以氣浮工藝作為預處理階段主要技術的專利有:楊曉奕等申請的干法腈綸廢水的處理技術(申請號:00129461.X)采用溶氣氣浮法去除腈綸廢水中的低分子聚合物，COD去除率為25%?35%，去除率低；高明華等申請的丙烯腈、腈綸廢水處理技術(申請號:01115864.6)采用混凝氣浮法進行預處理，COD去除率為70%?80%;杜龍弟等申請的一種丙烯腈和腈綸裝置廢水處理系統(申請號:201120523601.2)采用混凝沉淀或混凝氣浮和生物法預處理腈綸廢水，COD去除率為60?80%。盡管后兩者實現了高的COD去除率，但加入的多種混凝劑、表面活性劑等添加劑并沒有回收利用，既增加處理費用，又不利于后續處理。此外，上述技術中均未采用強化泡沫排液方法，而關于氣浮產生的消泡液(浮渣)的后續處理也并未提及。所以在保證低聚物有效去除以及COD大幅降低的前提下，有必要采取適宜的工藝解決上述專利中存在的冋題。
[0004]本課題組先前研發了兩級泡沫分離法濃縮大豆蛋白廢水中蛋白質工藝(申請號:201010173810.9)，但由于上述專利所濃縮的大豆蛋白本身就是表面活性物質，其分離的廢水可以具有良好的起泡性。然而由于丙烯腈低聚物不是表面活性物質，而且此廢水中也沒有其它表面活性物質，所以此方法處理腈綸廢水時起泡性極差，無法有效去除此廢水中的丙烯腈低聚物。
【發明內容】
[0005]本發明的目的為針對當前技術的不足，提供一種兩級泡沫浮選法預處理腈綸廢水的方法。該方法利用有效排液的浮選塔代替浮選池，并采用具有Z型構件的泡沫浮選塔作為第一級泡沫浮選塔，再通過加入適當的浮選藥劑，強化排液使得消泡液體積減少，使低聚物高度富集，靠自然沉降便可有效處理，提高了廢水COD的去除率，對腈綸廢水有很好的處理效果，并且實現了浮選藥劑的回收利用。
[0006]本發明的技術方案為:
[0007]一種兩級泡沫浮選法預處理腈綸廢水的方法，包括以下步驟:
[0008]第一步，腈綸廢水的收集和檢測以及浮選藥劑的加入
[0009]將初始腈綸廢水注入調節池中，并加入浮選藥劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，CTAB的首次加入量為100?500mg/L腈綸廢水；
[0010]第二步，兩級泡沫浮選工藝
[0011 ]第一級泡沫浮選工藝:將調節池中的腈綸廢水注入第一級泡沫浮選塔，表觀氣速為0.5?1.0mm/s，泡沫層高度為1.0?1.5m，對流出塔頂的泡沫進行收集并消泡，待泡沫不能從浮選塔頂端流出時，即可停止通氣;從塔頂收集到的泡沫經消泡得到的液體為第一級消泡液，COD為3700?5500mg/L;浮選塔底排放的液體COD為105?160mg/L，此液體進入排放液儲池作為第二級泡沫浮選的進料液；
[0012]第二級泡沫浮選工藝:排放液儲池中的腈綸廢水進入第二級泡沫浮選塔，表觀氣速為1.8?2.3mm/s，泡沫層高度為0.4?0.9m，對流出塔頂的泡沫進行收集并消泡，待泡沫不能從浮選塔頂端流出時，即可停止通氣;從塔頂收集到的泡沫經消泡得到的液體為第二級消泡液；
[0013]浮選塔底排放的液體COD為75?130mg/L，CTAB濃度為5?38mg/L。通過兩級泡沫浮選，COD的去除率為78%?88%，CTAB的回收率為91?97%。第二級排放的液體進入后續生化處理階段；
[0014]第三步，消泡液處理
[0015]第一級消泡液進入沉淀池，自由沉降4?6h，收集上清液;將丙烯腈低聚物沉淀進行焚燒處理；
[0016]上清液與第二級消泡液混合后的液體體積占第一級浮選塔進料量的12?18%，COD為450?850mg/L，CTAB濃度為680?3000mg/L，此液體返回調節池，連同新注入的腈綸廢水，準備開始下一次預處理過程。這時將上述第一步中的CTAB加入量減為5?40mg/L，然后繼續兩級泡沫浮選預處理腈綸廢水，從而達到了浮選藥劑CTAB的循環利用。
[0017]所述的第一步中的初始腈綸廢水的COD為450?850mg/L。
[0018]所述的第一級泡沫浮選塔為截面是正方形的方塔，浮選塔邊長為150?350mm，塔高:邊長=6?10:1，浮選塔內安裝有一個Z型構件，即構件具有兩次反向折向的結構，折向處產生的兩條水平折線將Z型構件分為上中下三部分，每一部分均為寬度相同的矩形，寬度為浮選塔的邊長，其中，上下兩部分長度相同，中間部分長度為上下兩部分長度之和;Z型構件在塔內的垂直高度為1.0?1.5m，構件安裝在前后塔壁上，其中，上端安裝在塔頂的中間位置(上端線水平)，底端安裝在泡沫層底端的中間位置，折線處作為Z型構件的凸出端部分別接近左右塔壁，與塔壁的間距為1?20mm。
[0019]所述的Z型構件為由相同材質的三部分拼接組成，或者由一塊相同材質的材料按照所述比例兩次反向折成，本發明優選為后者。
[0020]所述的第二級泡沫浮選塔為截面是正方形的方塔，浮選塔邊長為150?350mm，塔高:邊長=4?5:1，塔內未安裝Z型構件。
[0021 ]所述的消泡方法均為機械法。
[0022]所述的Z型排液構件的材質為厚度為Imm的塑料薄片。
[0023]本發明的有益效果為:
[0024]1.本發明將開發的一種新型二級泡沫浮選技術應用于腈綸廢水預處理階段，泡沫浮選具有設備簡單、投資少、耗能小、無污染和操作簡單等優點，有效降低了腈綸廢水的處理成本。
[0025]2.第一級泡沫浮選中Z型構件的加入實現了丙烯腈低聚物的高度富集(第一級消泡液中COD為3700?5500mg/L)，從而使其靠自然沉降產生沉淀，進而有利于進行焚燒處理。
[0026]3.通過兩級泡沫浮選工藝，采用適宜的浮選藥劑，有效提高了腈綸廢水中低聚物的去除率(C0D去除率為78%?88% )，與目前氣浮預處理工藝相比，COD去除率提高了 10%，從而有利于腈綸廢水的后續生化處理。
[0027]4.第一級消泡液沉降處理后的上清液與第二級消泡液一同進入調節池，不僅使得未去除的低聚物繼續處理，最重要的是實現了浮選藥劑的循環利用(CTAB的回收率為91%?97%)。
[0028]5.為了有效濃縮丙烯腈低聚物，本發明在大量實驗和分析的基礎上，最終發現選用浮選藥劑一一十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)去除此廢水中的丙烯腈低聚物效果最好，該藥劑不僅可以作為起泡劑，而且可以作為捕獲劑，也就是說此藥劑不僅在泡沫浮選過程中產生穩定的泡沫，而且有效捕獲丙烯腈低聚物，使得低聚物更容易吸附在氣-液界面上，以此來達到去除低聚物的目的。
【附圖說明】
[0029]圖1是兩級泡沫浮選法預處理腈綸廢水工藝流程圖。
[0030]圖2是本發明的第一級泡沫浮選塔結構示意圖。其中:I為泡沫浮選塔柱，2為Z型構件，3為液相與泡沫相的界面。3以上部分為泡沫相，加入Z型構件，3以下部分為液相。
[0031]圖3是Z型構件的示意圖。其中:I為泡沫浮選塔柱，2為Z型構件，構件兩側的折向處產生了兩條水平折線。
【具體實施方式】
[0032]為了使本發明方案更加清楚，下面結合附圖以及實施例對本發明做進一步的說明。
[0033]兩級泡沫浮選法預處理腈綸廢水的工藝流程如圖1所示:腈綸廢水首先進入調節池中，加入適宜的浮選藥劑，作為第一級泡沫浮選的進料液;然后在第一級泡沫浮選塔中加入Z型構件，強化泡沫排液，減小消泡液體積，有效富集了丙烯腈低聚物，使其在消泡液沉淀池中靠自然沉降便可有效去除；第二級泡沫浮選以第一級的塔底排放液為進料液，一方