摘要：丙烯腈装置在2004年和2006年进行了2轮扩能改造，生产能力由最初的5万t/a达到9.2万t/a，污染物产生量相应增加。该厂针对污染物处理瓶颈问题，改进处理技术，改造处理装置，提高了处理能力，改善了处理效果。
关键词：丙烯腊装置；废弃污水；处理技术；分析
引言：丙烯腈的暴露途径主要包括呼吸吸入、食物和饮水摄入、经皮肤吸收。丙烯腈在体外具有突变性，能诱导基因突变、染色体畸变和其他DNA损伤。体内慢性染毒证实丙烯腈是确定的动物致癌物。
1.生物效应
1.1在动物和人体内的代谢动力学比较
丙烯腈可经呼吸道、皮肤和胃肠道进入人体。人的前臂皮肤涂丙烯腈后每小时平均吸收0.6mg/cm2。人在20mg/m3下吸入4h，体内平均滞留率达46%，几乎与暴露时间无关。代谢主要在肝脏中进行。经微粒体混合功能氧化酶作用，生成硫氰酸根或硫醇尿酸，经非氧化途经生成氰乙基硫醇尿酸或直接与核酸、蛋白质等生物大分发生非酶性结合。代谢产物主要以硫氰酸盐、硫醇尿酸等形式自尿排出。
给兔静脉注入丙烯腈5和10mg/kg后，发现染毒量的2%-5%在30-40min内以原形随呼气排出。剂量大的一组因通气量明显减少，所以随呼气排出也减少，在使用呼吸兴奋剂后，呼吸加深，随呼气排出丙烯腈的量也增多。随尿约有10%以原形排出，15%以硫氰酸盐形式排出。大鼠腹腔一次注射丙烯腈60-70mg/kg，72h内尿中排出硫氰酸盐占染毒量的8.5%，其半排出期为13h。
1.2体内和体外效应
丙烯腈在体外具有突变性，能诱导基因突变、染色体畸变和其他DNA损伤。体内慢性染毒证实丙烯腈是确定的动物致癌物。
有报道指出，丙烯腈可引起原代培养的成人支气管上皮细胞DNA单链断裂。在急性染毒的大鼠外周血淋巴细胞中，用碱性单细胞凝胶电泳检测到彗星细胞率和彗尾长度与丙烯腈的染毒剂量和时间成正相关，可反映DNA的受损程度。丙烯腈除可引起DNA断裂外，还能在较低剂量时使小鼠精细胞DNA产生交联。职业接触丙烯腈的男工与健康男工的外周血淋巴细胞彗星试验结果存在明显差异，接触组的DNA损伤明显重于对照组。
急性毒性：对小鼠静脉注射LD50为15 mg/kg，大鼠LD50为93 mg/kg。亚急性和慢性毒性：大鼠经口0.1%饮水x13周，生长减慢，萎靡。生殖毒性：大鼠经口最低中毒剂量：650 mg/kg（孕6-15d），对雄性生育指数有影响，可引起胚胎毒性，肌肉骨骼发育异常。致癌性：大鼠经口最小中毒剂量1700 mg/kg（37周）胃癌。
1.3人体效应
人对丙烯腈较敏感。在1000mg/m3下1-2h可致死；在300-500 mg/m3下5-10min，出现上呼吸道黏膜灼痛和流泪；在35-220 mg/m3下20-45min，除黏膜刺激症状外，还可出现头部钝痛、胸闷、兴奋和恐惧感，皮肤发痒。人的嗅觉阈为46.4 mg/m3。长时间吸入稀丙烯腈蒸气，能引起恶心、呕吐、头痛、疲倦和不适等症状。丙烯腈的职业标准为4.5mg/m3。
丙烯腈具有多方面的毒性效应，可引起肝脏、血液、神经、消化道和生殖系统等损害。可影响体内许多生物化学过程，它的整个分子可与体内亲核分子结合，从而干扰生理功能，但在急性本品中毒时，析出的氰根抑制呼吸酶，对呼吸中枢有直接麻醉作用。
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染色体畸变：丙烯腈可使染色体发生结构和数目畸变。长期接触丙烯腈的遗传毒性作用具有累积效应。检测职业接触人群淋巴细胞染色体畸变频率，接触组明显升高，并有明显差异。检测接触和非接触丙烯腈男工精子性染色体数目畸变时，也发现接触组畸变率明显升高；XX、YY、XY二体率分别比对照组高，结果有明显差异。提示丙烯腈可能是生殖细胞性染色体非整倍体突变剂，可以作为体内多功能的遗传毒性物质诱DNA链断裂，使性染色体在精子发生过程中不分离，从而引起生殖缺陷。
其他DNA损伤：丙烯腈还可诱导原发性DNA损伤，包括DNA断裂、体细胞重组、姐妹染色单体交换（SCE）、程序外DNA合成（UDS）和细胞形态转化。丙烯腈可参与有丝分裂互换和基因转换以及减少与错配修复有关的等位基因而引起真菌体细胞重组。
2.技术与装置改进方案
2.1废水焚烧炉改造
丙烯腈废水焚烧炉是焚烧含丙烯腈、乙腈、氢氰酸及硫胺等高浓度有机废水的装置，炉膛温度950℃，正常焚烧废水量为5.5t/h左右。该装置于1990年11月与丙烯腈装置同时投用。腈纶厂采用日本巴布柯克－日立公司工艺技术对废水焚烧炉进行改造，将吸收塔尾气和装置废液采用多级分级焚烧法进行焚烧处理。将丙烯腈装置的2个废气排放源减少为1个，使排放的非甲烷烃类为痕量。该技术的工艺流程为:丙烯腈装置吸收塔尾气进入水封罐后，再进入AOG加热器进行预热，然后分3股进入焚烧炉喷嘴;丙烯腈及辅助装置的废水也分3股进入焚烧炉喷嘴;助燃空气用鼓风机升压，再进入空气加热器用蒸汽预热至170℃，导入焚烧炉;焚烧炉烟气经余热炉回收热量后，从烟囱排入大气;二级脱盐水经脱氧后，利用烟气预热，进入废热锅炉产生4.0MPa过热蒸汽。
2.2低质量浓度污水回用技术改进
腈纶厂对低质量浓度污水处理至CODCr＜30 mg/L后，用于循环系统补充水和厂区绿化用水。处理工艺为:假定净水—调节池—气浮池—精密过滤罐—臭氧发生器—活性炭滤罐—回用。具体参数为:1座1000 m3的调节池，1座100 m3/h的气浮池，2台50 m3/h的精密过滤罐，2台臭氧发生器，2台活性炭滤罐。此改造总投资250万元，其中建筑工程投资70万元，设备投资180万元。
2.3污水处理场装置改进
腈纶厂与上海工大科技园环境工程有限公司合作，共同研究开发丙烯腈废水处理工艺(化学氧化混凝沉淀、缺氧、生物流化、硝化、生物碳工艺路线)，对原有污水处理装置进行改扩建，新增污水处理单元，调整污水处理流程。由于该污水处理流程为国内首例，腈纶厂为首家采用单位，存在一定风险，工程按照“一次整体设计、二期分步建设”，即一次完成整体工程设计，第一期建设规模为总体设计规模的50%(125 m3/h)，待实际运行验证后，再进行第二期(125 m3/h)的建设。项目总投资1 570万元，一期投资1 127万元。
总结：采用日本巴布柯克－日立公司工艺技术，对废水焚烧炉进行改造，将吸收塔尾气通入其中处理，使非甲烷烃痕量排放;建设新装置处理低质量浓度污染物废水回用，大大减少废水外排量和新鲜用水量;改扩建污水处理场，研发新工艺，使原本CODCr和氨氮超标的处理后污水达标排放。通过3方面的技术和装置的改进与实施，既使废气和污水达标排放，又节约了用水量，降低了能耗和物耗，提高了经济效益和环境效益。
参考文献：
[1]李迎辉.两种丙烯腈丁二烯苯乙烯装置废气处理技术的技术经济对比[J].化学工业，2012，30(03):26-28+31.
[2]何学萍，董艳华，孙洪辉.消除含氰废气隐患提高丙烯腈装置安全环保水平[J].中国高新技术企业，2011(22):102-104.
[3]朱少春，尚莹.AOGC废气焚烧炉在丙烯腈装置上的工业化应用[J].天津化工，2011，25(03):44-46.
[4]邱克.AOGC废气焚烧炉在丙烯腈装置工业化的应用[J].弹性体，2009，19(01):70-73.
论文作者:赵晓伟,徐岩
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/9
标签：丙烯腈论文; 装置论文; 废水论文; 染色体论文; 畸变论文; 污水处理论文; 废气论文; 《防护工程》2018年第19期论文;