丙烯酰胺装置污水COD减排技术研究

杨秀进

[摘要]COD即化学需氧量，是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中COD越高，表明水体中还原性物质（如有机物）含量越高，而还原性物质可降低水体中溶解氧的含量，导致水生生物缺氧以至死亡，水质腐败变臭。我国水体中有100多种污染物，从目前水体中污染现状看，最主要的代表物就是COD。我车间已在2010年末对装置污水COD减排工作进行探讨和研究，并在2011年、2012年的实践工作取得了良好的效果。

[关键词]污水COD;丙烯酰胺装置;有机物;含量

一、装置简介

5万吨/年丙烯酰胺一车间是世界上最大的丙烯酰胺生产装置，该装置全套引进日本三菱化学公司设备、技术，于1995年8月投产，并生产出第一批催化剂。装置以丙烯腈、水为原料，并在自产金属骨架铜催化剂作用下水合生产浓度为46%～50%之间的丙烯酰胺溶液。

丙烯酰胺为白色晶体化学物质，化学式为CH：=CHCONH：，是一种不饱和酰胺，其单体为无色透明片状结晶。我车间生产的丙烯酰胺主要为生产聚丙烯酰胺提供原料，作为油田第三次采油的化学助剂，提高采油的收率。

二、装置2010污水排放情况

经统计，2010年装置排出口污水COD含量累计平均值为995mg/l，最低值为833mg/l，最高值为1217mg/l，直接接近装置工艺卡片<1500mg/l指标值。

三、导致装置污水COD高的因素

（一）水合反应转化率高

水合反应中，催化剂的浓度、活性和反应温度是影响反应转化率的主要因素，在反应温度不变的情况下，催化剂的浓度和活性高，反应转化率高，反应副产物增多，同时在催化剂浓度和活性不变的情况下，反应温度高，反应转化率高，反应副产物也相应地增加，反应液中副产物NTPA（氮基三丙酰胺）在精制系统塔D-324中树脂处理，再生时排入废水中，造成废水COD升高。

（二）N-703中有机物、含硫化合物高

精制塔D-324中离子交换树脂再生的含铜和NTPA等的酸性废水储存在N-703中，加入液碱和硫氢化钠与含铜废水在搅拌器搅拌状态下反应生成硫化铜沉淀物，搅拌时间不能过长，如果长期搅拌，反应生成的硫化铜可能和NTPA或其他排出物反应形成化合物，这种化合物、铜和有机物可能溶解在废水中，造成废水COD高。

（三）催化剂制备辅料配比和反应温度控制不佳

在催化剂制备中，要定期加入硝酸根离子和铬离子，铬离子以硝酸铬的形式加入，控制好各原料配比和反应温度制备优质的催化剂，反之则制备出低活性绿色的不合格催化剂，同时原料比例失衡，某些原料过剩，未能完全反应溶解在水中，并在催化剂制备程序清洗步骤进入废水系统，造成废水COD升高。

（四）过滤器拆洗频繁造成废水COD高

在本装置中，能够影响废水COD的过滤器有聚合物检测器和催化剂检测过滤器，此类过滤器拆洗次数多，引起废水COD含量高。浓缩系统是本装置聚合物产生较多的地方，平均每天拆洗泵前过滤器10余次，黏附在滤筐上的聚合物被冲洗到废水池，造成废水COD高。

四、降低污水COD措施

（一）优化操作参数，减少聚合物的生成

通过工艺调整优化参数使装置各工序产生的聚合物量减少，以减少机泵过滤器和在线过滤器拆洗频次，将产生的聚合物充分回收减少清洗水量，降低废水池T-708废水中的COD。

1.控制T-322入口温度在41～42℃之间，且出入口温差<2.5℃，T-322绝对压力在6～9KPa，同时保证T-321鼓入的空气量。

2.控制FC-347流量不低于6t/h，溶液进料在D-322内填料上分布均匀，保证丙烯酰胺溶液在塔内的平稳流动，减少聚合物的形成。

3.防止有铁等杂质进入系统引起聚合物的增加，从而造成过滤器拆洗频繁。

4.将拆洗过滤器的聚合物装袋充分回收。

（二）控制N-703的搅拌时间

在常温下，从D-324排放的含铜酸性废水在N-703中与液碱和硫氢化钠反应的时间约2～3小时，控制搅拌器搅拌时间不大于3小时，减少废水中有机物等化合物的溶解。

（三）优化水合反应条件，减少副产物的生成

严格控制反应压力在0.15～0.3MPa，温度在90～97℃之间，根据生产负荷调整合适的反应温度，精确计算催化剂配比值，准确计量催化剂制备原料，控制反应器内催化剂浓度在20%～22%，活性在0.045～0.055的范围内，调整反应器催化剂进料量，维持反应工器中催化剂藏量与当前负荷相匹配，控制良好的转化率减少反应副产物。

（四）实施效果对比情况

通过2010末对装置污水COD减排工作的研究和实施，结果显示2011年、2012年装置污水COD均低于2010年活动前的数据，取得了较好的效果。

下表为2010年、2011年、2012年污水COD月平均值對比

总结

通过本文探讨研究并用于实践，取得了一定的效果，但在控制COD方面还有很大的空间，降低废水中COD含量，减少对环境的污染，是企业首先要解决的问题，在以后的生产工作中，我们将继续努力降低生产中COD的产生。

参考文献：

[1]吕静，郭继锋.5万吨丙烯酰胺操作规程[M].黑龙江：大庆绘本出版社，2006.