高浓度氰废水处理技术的应用.docx

高浓度氰废水处理技术的应用 物理化学意义 氰基是一种具有很强连通性的化学品。作为一种络合物，它被广泛应用于电工、冶金、化工、机械、制药等行业。因此，这些行业的废水不仅包括金属氰化物、硫氰酸盐和氰化物，还包括金属离子和酚类。含氰废水成分复杂, 毒性大, 常采用活性炭吸附、电解法、酸化吹脱法、二氧化硫-氧化法、碱氯法、铁氧化法、离子交换法及二氧化氯法等物理化学方法处理。但它们存在去除效率不高、一次投资多和运行费用高等不足, 特别是在破氰和回收过程中还容易产生二次污染, 迫使人们对传统工艺、含氰废水的处理程度及处理效率的再挖掘, 以及开发与寻找新工艺。本文正是基于这种思想, 综述国内外近年来在高浓度含氰废水处理研究所取得的新成果与经验, 以期待能对我国在该方面的研究及成果的运用提供一定的参考作用。 1 操作单元的协同互补 目前含氰废水处理中主要使用的是物理化学法。由于含氰废水的成分复杂, 常规的任一操作单元的单独使用都很难取得理想的效果, 于是人们尝试通过两种或两种以上方法的联合使用, 或同时改进所使用的材料, 以实现各操作单元的协同互补, 使整体功效的最大化, 提高废水的处理效果。 1.1 碱氯法和碱化亚铜法 鉴于含氰废水污染组成复杂, 需要去除组分种类多的特点, 人们尝试将物理技术与化学技术相结合, 并发现许多具有实用性的方法, 其中沉淀-碱性氯化法就很有代表性。研究与实践表明, 氯化法是处理低浓度含氰废水比较有效的方法之一。 氯化法可分为两种:直接向废水中投加次氯酸钠;或者投加氢氧化钠及通氯气以生成次氯酸钠。通常, 后者的费用是前者的一半, 但后者操作危险, 装置成本也比较高, 但均是在pH10的条件下反应速度快、安全。因此, 该处理过程常称为碱性氯化法。碱性氯化法另一不足是, 对于化学组分复杂的废水, 尤其是含有如铁、镍等, 会形成非常稳定的含氰络合物, 阻止氰化物的氧化。对于组分复杂的高浓度含氰废水, 必须首先对可能的络合组分及部分氰化物去除后, 再使用碱性氯化法。对于总氰的质量浓度为71 000 mg/L, 铜离子为50 000 mg/L的高浓度氰化物废水, 要使其一次性处理达到国家规定的总氰≤0.5 mg/L的排放标准, 碱性氯化法、电解氧化法、加压水解法、生物化学法以及臭氧氧化法都是很难实现的。而江义平等对碱氯法进行了改进, 通过补充适量的亚铜离子, 使高浓度氰化物废水形成氰化亚铜沉淀, 过滤后的滤液中CN-的质量浓度降低到每升几十毫克, 再使用碱性氯化法, 用次氯酸钠氧化分解, 先在碱性条件下生成氯酸盐, 再在中性或酸性条件下将氰酸盐分解为二氧化碳和氮气, 可以将过滤后的氰化亚铜送冶炼厂冶炼回收铜。采用沉淀-碱性氯化法处理高浓度氰化物废水, 经过实践, 证明达到了预期目标, 但污泥量稍多。另外, 该方法仍存在处理后水的余氯、难以准确投料、设备腐蚀严重以及运行费用较高等不足。 1.2 微电解-蒸发法 为克服碱性氯化法的不足, 可以采用氧化性更强的水处理技术, 并延长废水在反应器中的停留时间 (HRT) , 确保污染物与氧化剂充分接触, 实现对废水CN-离子的彻底破坏, 然后再辅以如沉淀等技术, 实现含氰废水治理的目的。 鉴于许多含氰废水排放量小的特点, 这为目前正在新兴的微电解技术的使用提供了可能。微电解法是根据金属腐蚀原理, 利用铁炭形成的原电池, 对废水进行处理的方法, 又称内电解法、铁屑过滤法等。该法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等优点, 使用废铁屑为原料, 不需消耗电力资源, 具有以废治废的意义。 冷成保等以微电解为主, 辅以沉淀技术, 研究了含氰废水处理的可能性, 并在实际废水处理中得到应用, 结果显示:该技术可应用于含氰废水处理, 与传统技术相比, 不仅投资省、运行费用低, 而且操作简便, 处理效果稳定。孙萍等将该技术应用于广东省东莞市某电镀厂废水处理, 在优化的工况条件下, 首先将含氰废水经泵进入铸铁-焦炭反应器, 向反应器中补充氧气, 水中重金属离子与氰化物在铸铁-焦炭反应器表面发生原电池反应20~25 min, 出水用碱液调节pH后进入反应池, 再向反应池中投加聚丙烯酰胺 (PAM) 进行沉淀后送入斜管沉淀池进行泥水分离。上层清液转移至破氰池, 加NaClO进行二次破氰, 出水经砂滤池沉淀后, 清水排出或送砂滤池清洗。斜管沉淀池中的污泥经压滤后回收处理。废水在铸铁-焦炭反应器中, 经空气作用, 不断生成Fe2+, Fe2+在强氧化性离子作用下变成了有絮凝作用的Fe3+, 同时将高价金属离子还原成低价。CN-在反应器中转化为CNO然后在二次破氰中被处理。运行结果发现, 该工艺不仅可使总氰的去除率达到了99.7%, 还可以使铜、镍以及石油类等也能够达到地方一级排放标准,