含氰废水处理

    含氰废水处理采用碱性氯化法、二氧化氯协同破氰法、电解氯化法和臭氧氧化法等进行处理。

1．碱性氯化法废水中的氰(CN-)采用碱性氯化法处理时，通过局部氧化可将CN-氧化成CNO-(一级处理)，通过完全氧化可进一步生成C02和N2(二级处理)。

    (1)工艺参数

    pH值：一级处理时，pH>4~6.5；二级处理时；pH=4~6.5；

   投约量：使用不同药剂(C12，HClO，NaClO)处理氰化物时的投药比。 

   投荮量不足或过量，对含氰废水处理均不利。为监测投药量是否恰当，可采用ORP氧化还原电位仪自动控制氯的投量。对一级处理，OPR达到300mV时反应基本完成；对二级处理，OPR需达到650mV。通常水中余Cl-量为2~5mg／L时，可认为氰已基本被破坏。

    (2)反应时间

   对一级处理，PH≥11.5时，反应时间t=1min；pH=10~1l时，t=10~15min；对二级处理，pH=7时，t=10min；pH=9~9.5时，t=30min，一般选用15min。

    (3)温度的影响

   一级处理时，包括两个主要互应

                   CN^-+OCl^-+H₂0=CNCl+20H^-

                   CNCl+20H^-=CNO^-+Cl^-+H₂0

   第一个反应生成剧毒的CNCl，第二个反应CNCl在碱性介质中水解生成低毒的CNO^-。CNCl的水解速度受温度的影响较大，温度越高，水解速度越快。为防止处理后出水中有残留的CNCl，在温度较低时，需适当延长反应时间或提高废水的pH值。

    (4)工艺流程

   碱性氯化法的间歇处理流程见图7.9，连续处理流程见图7.10，完全氧化处理流程见图7.11，兰西法处理流程见图7.12。

   碱性氯化法处理含氰废水的效果见表7.11。

2．二氧化氯协同破氰法

   随着水处理技术的发展，近年来在含氰废水处理技术方面出现了一种新技术—二氧化氯(Cl0₂)协同破氰法。所谓二氧化氯协同破氰法，即在制取二氧化氯的同时有H₂0₂、Cl₂、O₃产生，这些氧化剂均对氰有氧化去除作用。

    (1)二氧化氯协同发生器工作原理

   二氧化氯协同氧化剂由专用发生器产生，发生器由电解槽、直流电源和吸收管组成。电解槽由隔膜分成阳极室(内室)和阴极室(外室)；内室有阳极和中性电极，外室有阴极。二氧化氯协同发生器的工作原理如图7.13所示。

    (2)二氧化氯协同氧化剂在含氰废水中的作用

   二氧化氯协同氧化剂处理含氰废水的过程，是利用其强氧化性在碱性条件下氧化氰，使其转化成N₂和C0₂气体，从而达到破氰消毒的目的。同时利用氧化还原的原理，还可以消除废水中的部分阴离子，如S^2-、SO₃^2-、N0^2-；除去部分阳离子，如F2⁺、Mn²⁺，Ni⁺。

    (3)投加量和反应时间

   当含氰浓度为100mg／L时，二氧化氯投加量为100mg／3，反应时间为24h。ClO²协同氧化剂处理含氰废水，药剂投加量是碱性氯化法处理废水时药剂投加量的1／5，同等处理量时，设备的一次性投资比次氯酸钠发生器少20％~30％。

3．电解氯化法

    (1)工作原理

   废水中的简单氰化物和络合物通过电解，在阳极和阴极上产生化学反应，把氰电解氧化为二氧化碳和氮气。利用这一原理可有效去除废水中的氰。

   ①在阳极产生的化学反应：

   对简单氰化物，第一阶段的反应是

                    CN-+20H--2e→CNO-+H20

   反应进行得很强烈，接着发生第二阶段的两个反应2

                   CNO^-+40H^--6e→2C0₂↑+N₂↑+2H₂0

                   CNO^-+2H₂0→NH4⁺+C0₃^2-

   电解过程中，产生一部分铵。

   对络合氰化物，反应过程如下

                  Cu(CN)₃^2-+60H^--6e→Cu⁺+3CNO^-+3H₂0

                  Cu(CN)₃2→Cu⁺+3CN^-

   在电解的介质中投加食盐寸发生下列反应

                  2C1^--2e→2[Cl]

              2[Cl]+CN—+20H^-→CNO-+2Cl^-+H₂0

              6[Cl]+Cu(CN)₃^2-+60H^-→Cu⁺+3CNO^-+6Cl^-+3H₂0

              6[Cl]+2CNO-+40H^-→2C0₂+N₂+6Cl-+2H₂0

   ②在阴极产生的化学反应

                2H⁺+2e→H2↑

                Cu²⁺+2e→Cu

                Cu²⁺+20H-→Cu(OH)₂↓

    (2)处理方式与工艺流程

   电解法处理含氰废水的工艺流程见图7.14，按处理方式有间歇式和连续式两种。

(3)工艺参数

   调节池的有效容积按1.5~2.0h平均流量计算。间歇式处理(无调节池)时阳极采用石墨，极板厚25~50mm；阴极采用钢板，极板厚2~3mm；阳、阴极板间距为15~30mm；槽电压为6~8.5V。废水含氰浓度与槽电压、电流密度、电解时间的关系见表7.12。

   空气搅拌用气量(相对于1m³废水)，对间歇式为0.1~0.3m³／(min·m³)，连续式为0.1~0.5m³／(min·m³)，空气压力为(0.5~1.0)X10⁵Pa。

    (4)处理效果

   含氰废水经电解法处理后，出水含CN^-浓度为0~0.5mg／L，同时可在阴极回收金属。但在处理过程中会产生少量CNCl气体，故需采取防护措施。

4．臭氧氧化法

   臭氧氧化法是利用臭氧作为氧化剂来氧化消除氰污染的一类方法。

    (1)工艺参数臭氧投量：总投量为每氧化1 g CN^-需投加4.6gO₃。因废水中其他杂质也消耗O₃，实际投加量为氧化1 g CN-需投加5 g O₃。

   接触时间：对于游离CN^-，接触时间为t=15min时，去除率为97％；t=20min时，去除率为99％。对络合CN，在上述时间条件下只能分别去除40％和60％。

    pH值：随废水pH值升高，CN^-的去除率增加，但随着pH值的升高，又会导致O₃在水中的溶解度降低，因此需综合考虑，一般以PH=9~11较为宜。

   催化剂的影。当废水中存在1mg／L的Cu⁺时，O3去除CN-的接触时间可较正常时间缩短1／4~1／3。因此，O₃处理含废水时常以亚铜离子为催化剂。

    (2)处理流程

   臭氧氧化法处理含氰废水的工艺流程见图7.15。

    (3)处理效果

   当废水含CN^-浓度为20~30mg／L,时，按CN^-：O₃为1：5(质量比)投加03后，处理后的出水含CN^-浓度可达到0.01mg／L以外，可以作为清洗水回用。

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