Ⅰ 含氰廢水處理 如何降低氰離子
採用鹼性氯化法,分二階段破氰,
第一階段為不完全氧化將氰氧化成氰酸鹽:
CN+OCl+H2O——CNCl+2H
CNCl+2OH——CNO+Cl+H2O
CN與OCl反應首先生成CNCl,再水解成CNO;其反應速度取決於pH值、溫度和有效氯濃度,pH值越高,水溫越高,有效氯濃度越高則水解的速度越快高, CNO的毒性僅為CN毒性的千分之一;
第二階段為完全氧化階段——將氰酸鹽進一步氧化分解成二氧化碳和氮氣:
2CNO+3ClO+H2O——2CO2+N2 +3Cl+2OH;
採用次氯酸鈉或液氯,投加量:第一階段 CN:Cl2=1:3~4;第二階段 CN:Cl2=1:4;兩階段合計 CN:Cl2=1:7~8
第一級破氰時先將廢水PH值調到10-11.5,然後加NaClO氧化,ORP電位控制在300-350mV。
此過程反應時間控制在15min左右(若PH大於11.5,此反應1min即可)。
第二級破氰:將廢水PH值調低到7-7.5,ORP控制在650mV以上,若未達到該值則應繼續加入NaClO氧化。此過程應該強攪拌。反應過程15min左右。
Ⅱ 廢水氧化處理法的氯類氧化劑處理法
應用氯化處理法時,液氯或氣態氯加入水中,迅速發生水解反應而生成次氯酸(HOCl),次氯酸在水中電離為次氯酸根離子(OCl-)。次氯酸、次氯酸根離子都是較強的氧化劑。分子態次氯酸的氧化性能比離子態次氯酸根離子更強。次氯酸的電離度隨pH值的增加而增加,當pH值小於2時,水中的氯以分子態存在;pH值為3~6時,以次氯酸為主;pH值大於7.5時,以次氯酸根離子為主;pH值大於9.5時,全部為次氯酸根離子。因此,在理論上氯化法在pH值為中性偏低的水溶液中最有效。
用各種次氯酸鹽作氧化劑都是利用它在水溶液中電離和水解形成的次氯酸離子和次氯酸的氧化性能。 氯化法處理含氰廢水是廢水處理中一個實用的典型例子。由於氰基是以共價鍵相結合,結合鍵能高達225千卡/摩爾,所以不易分解,因而常利用強氧化法促使其分解破壞。在實際應用中,一般是採用鹼性氯化法。使用液氯或氯氣時其基本離子反應式如下:
局部氧化:
CN-+HOCl─→CNCl+OH-(1)
CNCl+2OH-─→CNO-+Cl-+H2O(2)
完全氧化:
2CNO-+3OCl-+H2O─→2CO2+N2+3Cl-+2OH-(3)
反應(1)在任何pH值的條件下發生,並且幾乎是瞬時的。為了使有毒的氯化氰(CNCl)能及時按反應 (2)轉變成氰酸鹽,需要將廢水的pH值調整到10.5以上,在這種條件下反應可在幾分鍾內完成。雖然在局部氧化階段形成的氰酸鹽的毒性僅為原來氰化物的千分之一,但是,通常還要進一步按反應 (3)將氰酸鹽氧化分解為氮和二氧化碳,若保持廢水pH值為7.5~8.0,則完成完全氧化反應約需要10~15分鍾。
氯化法也廣泛用於處理含酚廢水,但由於氯的消耗量很大,並容易形成氯酚,釋放出強烈的臭味,所以不是完善的處理方法。在低pH值的條件下,酚不能全部破壞,更易形成氯酚。為此,氯化前必須用石灰調整pH值,使氯化後的水的pH值為7~10。
氯在許多種工業廢水處理中不僅是氧化劑,而且能影響膠體微粒的電荷,促進絮凝作用,提高顆粒沉澱和油類漂浮的效率。羊毛漂洗廢水用氯化法處理可以破壞廢水中的乳化劑,使懸浮固體和乳化的脂肪酸沉澱。經氯化預處理後,羊毛油脂乳化液被迅速分離,可去除80~90%的BOD,95%的懸浮固體和油脂。這種方法投氯量大,費用較高,但可回收70%的油脂。
工業廢水中如含有大量的氨或蛋白質、氨基酸等有機氮化合物,用氯化法處理會形成氯胺或相應的有機衍生物,使氯的消耗量很大。這樣,氯化法就不經濟了。
在城市污水處理中,常常用少量的氯對污水進行預氯化。對污水處理廠的出水進行後氯化。預氯化可防止沉澱池和其他處理設備腐蝕,促進絮凝和沉澱,抑制採用活性污泥法處理污水過程中的絲狀菌和真菌的繁殖,避免污泥膨脹,並可阻止硫化氫的形成,控制整個處理廠的臭味。此外,還可防止在消化池中形成酸和泡沫,從而有助於污泥消化。後氯化可以殺菌和減少BOD。這種處理對工業廢水往往也起作用。
二氧化氯(ClO2)是亞氯酸鈉和氯氣或鹽酸反應的產物。
2NaClO2+Cl2─→2ClO2+2NaCl
5NaClO2+4HCl─→4ClO2+5NaCl+2H2O為使反應完全,鹽酸和氯氣的用量必須分別超過理論值的2.5倍和1.0~1.5倍。二氧化氯在酸性溶液中氧化能力超過氯氣,它與氯氣相比,能在較寬的pH值范圍內快速反應,對殺滅芽孢最為有效,適宜處理醫院污水;廢水中如含有酚和含氮化合物,不會形成氯酚、氯胺和其他衍生物。二氧化氯在水中保持殘留量的時間比氯短,比臭氧長。它對酚有很強的氧化降解能力,可用於處理含酚廢水。 生物接觸氧化法以其處理效率高,動力消耗少,有機負荷承受能力強,運行管理簡便等特點,正廣泛應用於各種工業廢水的處理工藝中,成為好氣性生物處理的主要方法之一。它利用固著在填料(也稱載體)上的生物膜吸附廢水中的有機物,並加以氧化分解,從而使污水凈化。目前國內採用的填料主要是軟性填料或半軟性填料,供氣方式一般採用填料下多孔曝氣或微孔曝氣。接觸氧化法較傳統的活性污泥法管理方便,污泥膨脹現象發生少,耐有機負荷沖擊力較強,但是,遠行中不等於不要管理。
接觸氧化法處理工業廢水運行較正常的不多,其原因有二,其一是設計方面的失誤,其二是缺乏管理技術。有些單位在運轉中無原始記錄,無監測手段;有些單位供氣量是固定的,流量不調整,營養物質不分折;有些單位掛膜,脫膜情況不檢查,沖氣堵塞無人管,有些單位開機是「三天打魚,兩天曬網」,總之一句話是不會管理,結果是水質處理效果差甚至無效果,相反地浪費能耗,挫傷積極性。因此,加強接觸氧化池的管理是十分重要的。 要使它真正發揮效能,必須抓好以下幾項工作:
掛膜必須成功
填料掛膜是首要環節,如果掛膜不成功,水處理就無效果。掛膜好,微生物生長繁殖快,新陳代謝良性循環,水處理就會有效果。所謂掛膜就是使載體上形成生物膜。生物膜是由微生物群體組合的粘狀物,主要是由垂絲狀菌膠團和較多的絲狀菌組成。掛膜前必須選好菌種,一般均採用接種方法,可引進同類型水質處理的菌種。這種方法掛膜周期短,適應性強,成本低。引進的菌種一般可為池容積的1/30(菌種含水率98%),池中再加入池容積的1/4工業廢水,然後注滿清水或河水,以小風量先悶曝數小時,測其COD,DO,NH3桸,pH,檢鏡,池中COD保持在300~400Mg/1左右,NH3保持在10mg/1左右,營養不足可加入工業葡萄糖(含C量40%),尿素(含N量46.7%),使C:N:P=100:5:1左右,DO保持在3-4mg/1,根據DO的情況隨時調整曝氣量。但風量不宜過大,以防止掛膜困難。
一般在24小時後,可適當排掉上清液1/5左右加入工業廢水,目的是降低成本,同時使微生物逐漸適應水質(每天可換水1~次),然後再悶曝,並根據測試數據補充營養,當填料上生成極薄的生物膜時,取下在顯微鏡下就可看到透明稀薄的菌膠團和游離細菌,還可觀察到少量原生動物為豆形蟲,蓋纖蟲等;隨著營養的不斷提供,生物膜不斷增厚,(一般5天),這時可向池中連續小流量進工業廢水,並做好各項數據的測試(每班不得少於兩次分析),當生物膜厚度增長到300~400微米時,原生動物的種類和數量急劇增加,並以纖毛類為主,絲狀菌也大量出現,這時流量可逐漸增加到設計要求,COD的去除率達到50%左右,進入正常運轉時期。
Ⅲ 氧化還原法原理
氧化還原法原理
氧化還原法是通過氧化還原反應將廢水中的溶解性污染物質去除的方法。 化學反應中,失去電子的過程叫氧化,失去電子的物質稱還原劑,在反應中被氧化,得到電子的過程叫還原,而得到電子的物質叫氧化劑,在反應中被還原。每個物質都有各自的氧化態和還原態,其氧化還原電 位的高低決定了該物質的氧化還原能力。 廢水的氧化還原處理法又可分為氧化法和還原法兩類。
常用的氧化劑:空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯酸鈉、二氧化氯、三氯化鐵、過氧化氫和 電解槽的陽極等。
1、氯氧化法
原理:
氯氧化法採用氯系氧化劑,如次氯酸鈉、漂白粉和液氯等,主要用於去除廢水中的氰化物、硫化物、酚、 醇、醛、油類以及對廢水進行脫色、脫臭、殺菌等處理。
2、臭氧氧化法
(1)臭氧的特性
臭氧是一種強氧化劑,其氧化能力僅次於氟,比氧、氯及高錳酸鹽等常用的氧化劑都高。在理想的反應條 件下,臭氧可以把水溶液中大多數單質和化合物氧化到它們的最高氧化態,對水中有機物有強烈的氧化降 解作用,還有強烈的'消毒殺菌作用。
臭氧的性質主要有: ①不穩定性;②溶解性;③毒性;④氧化性;⑤腐蝕性。
(1)臭氧氧化的接觸反應裝置
廢水的臭氧處理是在接觸反應器中進行,為了使臭氧與水中充分反應,應盡可能使臭氧化空氣在水中形成 微小氣泡,並採用氣液兩相逆流操作,以強化傳質過程。常用的臭氧化空氣投加設備有多孔擴散器、乳化 攪拌器、射流器等。
(2)臭氧處理工藝設計
設計內容主要有兩方面:一是臭氧發生器型號和台數的確定,確定的依據是臭氧投加量,臭氧化空氣中臭 氧的濃度和臭氧發生器工作的壓力,二是臭氧布氣裝置和接觸反應池容積的確定,確定的依據是布氣裝置 性能和接觸反應時間,一般為5~10 分鍾。
(3)臭氧在廢水處理中的應用發展很快,近年來,隨著一般公共用水污染日益嚴重,要求進行深度處理,國 際上再次出現了以臭氧作為氧化劑的趨勢。臭氧氧化法在水處理中主要是使污染物氧化分解,用於降低 BOD.COD,脫色,除臭、除味、殺菌、殺藻、除鐵、錳、氰、酚等。
(4)臭氧氧化法的優缺點
優點:氧化能力強,對脫色、除臭、殺菌、去除有機物和無機物等效果,無二次污染,制備臭氧只用空氣 和電能,操作管理方便;
缺點:投資大,運行費用高。
3、過氧化氫氧化法
過氧化氫價格較高,單獨使用時氧化反應過程過於緩慢,所以目前多利用投加催化劑的方法以促進氧化過 程。常用的催化劑有硫酸亞鐵、絡合鐵、銅、錳、天然酶或芬頓試劑等。過氧化氫與二價鐵離子作用,能 產生羥基自由基,其氧化能力僅次於氟,能使許多難於生物降解及一般化學氧化法難於氧化的有機物氧化 分解。
4、光氧化法
目前由光分解和化學分解組合成的光催化氧化法已成為廢水處理領域中的一項重要技術。常用光源為紫外 光,常用氧化劑有臭氧和過氧化氫等。紫外光和臭氧法是光催化氧化法中比較成功的一種,能有效地去除 水中鹵代烴、苯、醇類、酚類、醛類、硝基苯、農葯和腐殖酸等有機物以及細菌和病毒等,而且在處理過 程中不會產生二次污染。
5、濕式氧化法
在高溫(150~350℃)和高壓(0.5~20MPa)的操作條件下,以氧氣和空氣作為氧化劑,將廢水中的有機物轉化 為二氧化碳和水的過程稱為濕式氧化法。
(1)原理
在高溫和高壓下,水及氧氣的物理性質都發生了變化,在100℃以內,氧的溶解度隨溫度升高而降低,但 當溫度大於150℃時,氧的溶解隨溫度升高而增大,而且氧在水中的傳質系數也增大。濕式氧化過程主要 有兩個過程:空氣中的氧從氣相到液相的傳質過程以及溶解氧與基質之間的化學反應。
(2)濕式氧化法的應用
目前,濕式氧化法主要應用在兩大方面:一是進行高濃度難降解有機廢水生化處理的預處理,以提高可生 化性,二是用於處理有毒有害的工業廢水。
(3)特點
濕式氧化法由於系統設備復雜,投資大,操作管理難和運行費用高等原因而未能廣泛應用。
6、電解法
(1)原理
電解法就是利用電解原理處理廢水的方法。在廢水的電解處理過程中,因陰極與電源負極相連,放出電子, 廢水中的陽離子則在陰極上得到電子而被還原,陽極與電源正極相連,得到電子,廢水中的陰離子則在陽 極上失去電子而被氧化。因此,廢水中的有害物質在電極上發生了氧化還原反應,生成了新的物質,新的 物質則過沉積在電極表面或沉澱於水中或轉化為氣體而被去除。
(2)法拉第電解定律
電流通過電解質溶液時,在電極上發生化學反應的物質的量與通過的電量成正比,在電極上析出或溶解 1mol 的任何物質時,都需要96500 庫侖的電量,這就是法拉第電解定律。
(3)電解法在廢水處理中的應用
利用廢水中物質通過電解後能沉積在電極表面的特點,處理貴重金屬廢水,同時又能回收純度較高的貴重 金屬,如含銀、含汞廢水的電解處理。利用廢水中的物質通過電解後能沉積於水中的特點,處理重金屬有 毒廢水,此時,一般以鐵、鋁為電極,極板溶解下來的鐵、鋁離子兼有混凝作用,有助於沉澱分離,如含 鉻廢水的電解處理。利用廢水中物質通過電解後生成氣體的特點,處理非金屬有毒廢水,如含氰、含酚廢 水的處理。電解法處理含氰廢水時,一般採石墨作為電極,當不加食鹽電解質時,CN-首先在陽極被氧化 為CNO-,然後CNO-再被氧化為無毒的二氧化碳和氮氣,同時也有部分CNO-轉化為氨離子。若投加食鹽 後,不但增加了廢水的導電性,降低了電解電壓,電解反應也發生了變化,首先水中的氯離子被氧化為具 強氧化性的游離性氯,然後游離性氯再將CN-和CNO-氧化為無毒的二氧化碳和氮氣,從而加速了電解反應。
(4)電解槽的結構形式和極板
電解槽多採用矩形,槽內水流為折流式,有迴流式和翻騰式兩種布置形式,其中水流在水平方向折流的稱 為迴流式,水流在上下方向折流的為翻騰式。迴流式水流程長,容積利用率高,但施工和檢修困難。翻騰 式的極板為懸掛式,可減少漏電現象發生。在工程應用中,應定期倒換電極,以減少電極鈍化,保證電解 反應正常進行,倒換時間與廢水性質有關,應由試驗確定。
(5)微電解
目前在廢水處理中也採用微電解,與電解的區別是工藝過程中不需要外接電源。原理是,鐵和碳在廢水中 形成無數個微電池,鐵是陽極,碳是陰極,在酸性條件下發生電化學反應,從而去除部分COD
;Ⅳ 含氰廢水處理安全注意事項
含氰廢水處理 1.1 酸化法
酸化法是金礦和氰化電鍍廠處理含氰污水的傳統方法。早在1930年國外某金礦就採用了此法處理含氰污水。我國金礦採用酸化法處理高濃度含氰污水也有十幾年的歷史,現已拓寬到處理中等濃度的氰化貧液。其突出優點是能回收污水或礦漿中的氰。
酸化法原理是將廢水酸化至PH=2.5—3,金屬氰絡合物分解生成HCN,HCN的沸點僅25.6℃,當向廢水中充氣時極易揮發,揮發的HCN用鹼液(NaOH)吸收回收使用。
含氰廢水處理 1.2氯化法
鹼性氯化法是破壞廢水中氰化物的較成熟的方法,廣泛用於處理氰化電鍍廠、煉焦工廠、金礦氰化廠等單位的含氰廢水。其原理是採用氯氣或液氯、漂白粉將廢水中氰氧化成C02和N 2等無毒物質。其中酸性液氯法除氰工藝與鹼性氯化法相比,其除氰能力更強、一次處理合格,處理後排放污水含氰<0.3-0.4mg/L;葯劑消耗大幅度降低,處理成本也低於鹼性處理方法。處理時間有所降低。但酸性法需全封閉式操作,應擁有一定難度。
含氰廢水處理 1.3 S02法
S02法又稱InCo法,是美國InCo金屬公司在80年代初研究成功的,其原理是用S02和空氣作氧化劑,在銅離子作催化劑條件下氧化廢水中的氰化物,生成HC03-、NH4+。該法的優點是不僅可除去游離CN-、分子氰和絡合氰,而且能除去氯化法難以除去的鐵氰絡合物,反應快,處理後廢水達到排放標難;處理成本比臭氧法、濕式空氣氧化法和鹼氯法低;葯劑來源廣,可利用焙燒S02煙氣或固體NaS2O3代替S02。但該法難以氧化SCN-,而SCN-以後又可離解出CN-,故不適合處理含SCN-高的含氰廢水。
含氰廢水處理 1.4 雙氧水氧化法和臭氧氧化法。
雙氧水氧化法適合處理低濃度含氰廢水。H20¬在鹼性pH=10~11、有銅離子作催化劑的條件下氧化氰化物。生成CN0-、NH4+等。重金屬離子生成氫氧化物沉澱,鐵氰絡離子與其它重金屬離子生成鐵氰絡合鹽除去。
H202氧化法的缺點是H202價格較貴,來源不足,處理成本較高;運輸、使用有一定危險;對SCN-難氧化,仍有一定毒性。
含氰廢水處理 1.5 臭氧氧化法。
該法適用於處理很稀的含氰廢液。其機理是在鹼性PH=11~12下用O3氧化氰化物,生成HC03-和N2。但該法不能除去鐵氰絡合物。為了能除去鐵氰絡合物,需採用臭氧法與紫外光解法聯合處理工藝。臭氧氧化法簡單方便,無需葯劑購運,只需奧氧發生器即可,處理後污水含氰CN-<1mg/L。該法的缺點是,臭氧發生器電耗大,處理費用高於鹼氯法,應用遠不如鹼氯法。
含氰廢水處理 1.6 活性炭處理含氰廢水及回收金、銀。
該法的原理是,活性炭吸附含氰廢水中的02和氰化物。在活性炭表面上02和H20生成H202(活性炭本身作催化劑),又在銅鹽作用下,發生氰化物被H202氧化分解的反應。若廢水中H202不足,則在活性炭表面上發生水解反應:
HCN+H20=HCONH2
活性炭吸附廢水中的Au(CN)2-後轉化為AuCN或Au,故又可回收廢水中金、銀。
對於含有一定濃度的金、銀的廢水,採用活性炭吸附法處理可以吸附回收金銀,具有一定的應用價值。
含氰廢水處理 1.8 電解氧化法
電解氧化法是在國外研究得很多,主要用於處理電鍍含氰廢水。電解前首先調整pH>7,並加入少量食鹽,電解時,CN-在陽極上氧化生成CN0-、C02、N2,同時C1-被氧化成C12,C12進入溶液後生成HCl0,加強對氧的氧化作用;陰極上析出金屬。
該法的優點是佔地面積小,污泥量小,能回收金屬。缺點是電流效率低,電耗大,成本比漂白粉法稍高,會產生氣體CNCl,處理廢水難以達標排放。若要達標需電解幾天。一般光將高濃度含氰廢水電解到一定濃度後,再用氯化法處理後排放。目前國內已很少採用此法。
含氰廢水處理 1.9 生物處理法。
生物處理法原理是當廢水中氰化物濃度較低時,利用能破壞氰化物的一種或幾種微生物,以氰化物和硫氰化物為碳源和氮源,將氰化物和硫氰化物氧化為C02、氨和硫酸鹽,或將氰化物水解成甲醯胺,同時重金屬被細菌吸附而隨生物膜脫落除去。
生物處理法分為生物酶法和生物池法。工業上生物池法包括富氧活性污泥法、滴滲池法、富氧污泥儲留池法、旋轉生物接觸器(RBC)法。由於旋轉生物接觸器是敞開的,易逸出HCN有毒氣體。
國外生物法處理含氰廢水已經開展工業化的應用。我國也開始進行了生物處理含氰廢水的工業試驗。
含氰廢水處理 1.10 其他方法
化學沉澱法是向廢水中加入FeS04或FeS04+Na2S03,使氰化物生成鐵氰化物沉澱(Me2Fe(CN)6•XH20);pH>8時,重金屬生成氫氧化物沉澱除去。也可以與內電解法配合,在氰廢水中加入Fe屑,使氰化物生成Fe2[Fe(CN)6]沉澱。同時由於原電池的作用,CN-被氧化為CN0-,進一步生成C02、NH4+,從而達到除氰目的。自然凈化法是暴氣、光化學反應、共沉澱和生物分解等多種作用的整加,在這些作用下,氰化物逐漸分解為無毒的碳酸鹽、硝酸鹽及鐵氰化物沉澱,使廢水得以凈化。但該法過程緩慢。受到自然因素影響很大,排放廢水難達標,有一定危險性。
Ⅳ 工業廢水的氧化還原法
廢水氧化還原法:把溶解於廢水中的有毒有害物質,經過氧化還原反應,轉化為無毒無害的新物質,這種廢水的處理方法稱為廢水的氧化還原法。在氧化還原反應中,有毒有害物質有時是作為還原劑的,這是需要外加氧化劑如空氣、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯酸鈉等。當有毒有害物質作為氧化劑時,需要外加還原劑如硫酸亞鐵、氯化亞鐵、鋅粉等。如如果通電電解,則電解時陽極是一種氧化劑,陰極是一種還原劑。
一、葯劑氧化
廢水中的有毒有害物質為還原性物質,向其中投加氧化助劑,將有毒有害物質氧化成無毒或毒性較小的新物質,此種方法稱為葯劑氧化法。在廢水處理中用的最多的葯劑氧化法是氯氧化法,即投加的葯劑為含氯氧化物如液氯、漂白粉等,其基本原理都是利用產生的次氯酸根的強氧化作用。
氯氧化法常用來處理含氰廢水,國內外比較成熟的工藝是鹼性氯氧化法。在鹼性氯氧化法處理反應中,pH值小於8.5則有放出劇毒物質氯化氰的危險,一般工藝條件為:廢水pH值大於11,當氰離子濃度高於100mg/L時,最好控制在pH=12~13。在此情況下,反應可在10~15min內完成,實際採用的20~30min。該處理方法的缺陷是雖然氫酸鹽毒性低,僅為氰的千分之一。但產生的氰酸鹽離子易水解生成氨氣。因此,需讓次氯酸將氰酸鹽離子進一步氧化成氮氣和二氧化碳,消除氰酸鹽對環境的污染同時進一步氧化殘余的氯化氰。在進一步氧化氰酸鹽的過程中,pH值值控制是至關重要的。pH值大於12,則反應停止,pH值7.5~8.0,用硫酸調節pH值,反應過程適當攪拌以加速反應的完全進行。
二、臭氧氧化
臭氧氧化法是利用臭氧的強氧化能力,使污水(或廢水)中的污染物氧化分解成低毒或無毒的化合物,使水質得到凈化。它不僅可降低水中的BOD、COD,而且還可起脫色、除臭、除味、殺菌、殺藻等功能,因而,該處理方法愈來愈受到人們重視。
三、葯劑還原與金屬還原
葯劑還原法是利用某些化學葯劑的還原性,將廢水中的有毒有害物質還原成低毒或無毒的化合物的一種水處理方法。常見的例子是用硫酸亞鐵處理含鉻廢水。亞鐵離子起還原作用,在酸性條件下(pH值=2~3),廢水中六價鉻主要以重鉻酸根離子形式存在。六價鉻被還原成三價鉻,亞鐵離子被氧化成鐵離子,需再用中和沉澱法將三價鉻沉澱。沉澱的污染物是鉻氫氧化物和鐵氫氧化物的混合物,需要妥善處理,以防二次污染。該工藝流程包括集水、還原、沉澱、固液分離和污泥脫水等工序,可連續操作,也可間歇操作。
金屬還原法是向廢水中投加還原性較強的金屬單質,將水中氧化性的金屬離子還原成單質金屬析出,投加的金屬則被氧化成離子進入水中。此種處理方法常用來處理含重金屬離子的廢水,典型例子是鐵屑還原處理含汞廢水。其中鐵屑還原效果與水中pH值有關,當水中pH值較低時,鐵屑還會將廢水中氫離子還原成氫氣逸出,因而,當廢水的pH值較低時,應調節後再處理。反應溫度一般控制在20℃~30℃。
Ⅵ 電鍍廢水中含氰廢水的處理方法有哪些
1·各種處理方法簡述
國內含氰廢水處理方法比較多[3,4],但應用哪一種工藝主要決定於含氰廢水的質量濃度、性質以及實際處理的效果。廢水中氰的質量濃度可粗略分為高、中、低3種。一般情況下,成分復雜的高質量濃度廢水CN>800 mg/L,也有多種廢水氰的質量濃度在(1-10)×103 mg/L之間,可先採用酸化法回收氰化物,殘液再繼續氧化處理。中質量濃度含氰廢水一般在200 mg/L~800 mg/L之間,根據廢水成分的復雜程度選擇處理工藝;廢水成分簡單、回收氰化物有經濟效益的,適合先採用酸化法,殘液再繼續採用二次處理;酸化回收無經濟效益的廢水,可直接採用氧化法進行破壞。在國內實際生產時,高、中質量濃度(接近800 mg/L)含氰廢水一般根據成分復雜程度而決定採用的工藝方法;有些成分簡單的廢水,也可以先回收氰化物,回收後殘液再直接進行氧化破壞CN-,中、低質量濃度的廢水均採用直接氧化處理工藝。近些年,回收氰化物的方法較多,如酸化揮發-鹼吸收法、萃取法、酸沉澱-中和法(兩步沉澱法)、三步沉澱法等。目前,廠礦企業實際採用單一處理工藝的較少,因單一工藝處理很難達到國家排放標准,大部分企業均採用多種組合的工藝進行處理。主要組合處理工藝是酸化回收與直接氧化的技術結合,另一種組合是直接氧化、自然凈化[5]與活性炭吸附工藝[6]的技術組合,許多新的廢水全循環技術組合工藝也是主要發展趨勢之一。含氰廢水處理方法的選擇主要根據廢水的來源、性質及水量來決定。其中包括化學法、物理化學法、物理法及生化法,但是運用最多的是採用化學法來處理含氰廢水。以下主要對幾種常用的物理、化學法處理含氰廢水進行介紹。
2·常用處理技術
2.1加酸曝氣法
這是已進入實用化階段的方法,在美國等一些國家中正在興建一定規模的設施。最初試驗室在中性液中利用曝氣來把氰排除到大氣中去,以後改進為先加酸使污水最大限度地酸化,然後進行曝氣,這樣可以更有效地去除氰。所使用的酸通常是硫酸。雖然也有利用煙氣來進行酸性化的建議,但尚未到成熟階段,所以沒有普及。此法的效果受曝氣程度和酸性化程度的支配,按照實例來看,當pH為2.8時,對含氰濃度達500 mg/L的污水進行曝氣,可以獲得含氰濃度為0.09 mg/L~0.14 mg/L的處理水。因為在實施此法以後,氰仍保持原有狀態,作為有毒氣體而被排放到大氣中,既要有利的廠址條件,又必須具備高煙囪,因而只有在極有限的地區,才有採用此法的可能。如用液鹼來捕集已氣化的氰,這樣既可彌補上述缺點,還可回收氰。
2.2絡鹽法
20世紀70年代,國內企業有的曾經採用該方法,但現在均不採用。從環境安全防範的觀點出發,這種方法可以作為氰化物產生突發性污染事故時而採用快速補救的方法之一,硫酸亞鐵溶液投入水中可以迅速降低水中含氰污染物所造成的危害程度,減小對環境的危害,特別是對水生生物的傷害。廢水中CN-質量濃度很低時,該方法處理效果不好。可以使用的葯品雖多種多樣,但最廣泛使用的是硫酸亞鐵。該法利用硫酸亞鐵與氰形成絡鹽,然後使絡鹽沉澱並加以除去。硫酸亞鐵法將氰化物轉化為鐵的亞鐵氰化物,再轉化成普魯士藍型不溶性化合物[7],然後傾析或過濾出來。
其特點是操作簡單,處理費用低,且可回收普魯士藍沉澱作顏料。缺點是處理效果差,淤渣很多,分離出不溶物後的廢水呈藍色,濃度超過一定限度,就不能被去除。從反應的平衡來看,上述濃度過高,去除率下降是難以避免的問題,按一般情況來說,用石灰等使水的pH值保持在7.5~10.5之間,這樣就使沉澱生成處於最佳狀態。但即使採用上述措施,因為含氰量在一定數值以下,就不再降低,在處理含氰濃度低的污水時,其效果是微小的。如改用鎳做處理劑,其效果雖比鐵有利,但價格昂貴。熊正為[8]對硫酸亞鐵法處理電鍍含氰廢水進行了試驗研究,探討了硫酸亞鐵除氰的原理及其去除效果。試驗結果表明:硫酸亞鐵法處理電鍍含氰廢水,硫酸亞鐵加入量為理論值的1.69倍,0.1%PAM絮凝劑用量為1 mg/L時,氰化物的去除率可達98%,同時還可去除部分重金屬污染物和COD,COD可去除約59%;pH值對除氰效果的影響較大,CN-與硫酸亞鐵絡合成亞鐵氰化物時pH值控制在9.50~10.50,生成的亞鐵氰化物再轉化成較穩定的普魯士藍型不溶性化合物須將pH值反調控制在7.00~8.00時,除氰效果較好。
2.3臭氧處理法
近年來,用臭氧處理氰化物方法的研究,開展得相當普遍,但由於電力費用高昂的缺點,所以還沒達到一般性的實用化階段
O3+KCN→KCNO+O2
KCNO+O3+H2O→KHCO3+N2+O2
臭氧在水溶液中可釋放出原子氧參加反應,表現出很強的氧化性,能徹底氧化游離狀態的氰化物。銅離子對氰離子和氰根離子的氧化分解有觸媒作用,添加10 mg/L左右的硫酸銅能促進氰的分解反應。
臭氧法的突出特點是在整個過程中不增加其他污染物質,污泥量少,且因增加了水中的溶解氧而使出水不易發臭。採用臭氧氧化法處理廢水中的氰化物,只需臭氧發生設備,無需葯劑購置和運輸,而且工藝簡單、方便,處理後廢水總氰化物質量濃度可以達到國家污水綜合排放標准,處理廢液中不增加其它有害物質,無二次污染,不需要進一步處理。但是,由於臭氧發生器產生臭氧的成本高、設備維修困難,工業應用受到了一定限制。只要臭氧發生器能突破產生臭氧的瓶頸,工業應用前景非常廣闊。臭氧氧化法要消耗大量的電能[9],在缺少電力的地方難以應用。我國已有臭氧發生裝置成品出售,一些工廠目前正在使用這種處理技術。應該指出的是目前的臭氧發生器能耗很大,生產1 kg O3耗電12 kW·h~15 kW·h,處理費用較高。除個別地方外,一般難以達到廢水處理的經濟要求。另外,單獨使用臭氧不能使絡合狀態存在的氰化物徹底氧化。顏海波[10]等採用臭氧技術對電鍍含氰廢水進行處理,電鍍含氰廢水中的CN-濃度在30 mg/L~36 mg/L之間,採用以臭氧為氧化劑的活性炭催化氧化技術處理後,CN-的出口濃度<0.5 mg/L,去除率在97.7%以上。該處理系統實現了廢水處理自動化,具有投資省、效果好、成本低、運行穩定等優點,且不會產生二次污染,值得推廣應用。
2.4過氧化氫法
2.4.1鹼性條件
在常溫、鹼性(pH=9.5~11)、有Cu2+作催化劑的條件下,H2O2能使游離氰化物及其金屬絡合物(但不能使鐵氰化物)氧化成氰酸鹽,以金屬氰絡合物形式存在的銅、鎳和鋅等金屬,一旦氰化物被氧化除去後,他們就會生成氫氧化物沉澱。那些過量的過氧化氫也能迅速分解成水和氧氣。污水中亞鐵氰化物被銅沉澱而除去。其反應方程式如下。游離氰化物與過氧化氫反應的方程式:
上述反應中生成的氰酸鹽水解生成銨離子和碳酸鹽離子或碳酸氫鹽離子,水解速度取決於pH值。一般情況下,硫氰酸鹽不會或很少被氧化。污水處理過程中,含氰絡合物的反應順序如下:
2.4.2酸性條件
一般將廢水加熱至40℃,在不斷攪拌條件下加入含有少量金屬離子作催化劑的H2O2和37%甲醛的混合溶液,再攪拌1 h左右完成反應。反應在酸性條件下分兩步進行:
此法適用於濃度波動較大的含氰廢水的處理,整個過程無HCN氣體產生,操作安全,但所需試劑費用較高。山東黃金集團有限公司三山島金礦採用過氧化氫對含氰污水酸化回收後尾液進行二次處理[11]。
近1 a的生產應用情況表明,該法具有工藝操作簡單、投資省、成本低等優點,能容易地將含氰(CN)-5 mg/L~50 mg/L的酸化回收尾液處理到<0.5 mg/L,葯劑費用為7.56元/m3。
2.5鹼性氯化處理法
目前處理含氰廢水比較成熟的技術是採用鹼性氯化法處理,必須注意含氰廢水要與其它廢水嚴格分流,避免混入鎳、鐵等金屬離子,否則處理困難。
通過氯處理來分解氰化物的可能性,早已肯定,可是在初期氯處理是在酸性溶液中進行,因而有濃度相當大的氯化氫有毒氣體產生,操作也很不安全。但如果在鹼性條件下進行氯處理,中間產物氯化氫幾乎在一剎那間都轉化為氰酸鹽,於是此法在氰化物處理方面已成為實際的而且安全的方法。該法的原理是廢水在鹼性條件下,採用氯系氧化劑將氰化物破壞而除去的方法,處理過程分為兩個階段,第一階段是將氰氧化為氰酸鹽,對氰破壞不徹底,叫做不完全氧化階段,該工藝的原理是在鹼性條件下(一般pH≥10),用次氯酸鹽將氰化物氧化成氰酸鹽。
CN-+ClO-+H2O→CNCl+2OHCNCl+2OH-→
CNO-+Cl-+H2O
將兩式合並,得
CN-+ClO-→CNO-+Cl-
CNO-+2H2O→CO2+NH3+OH-
局部氧化法破氰反應生成的氰酸根的毒性是CN-的1/1 000,所以有的廠在廢水濃度比較低時,廢水經局部破氰處理後就排入後續的處理金屬離子的處理設施。但是,CNO-畢竟是有毒物質,在酸性條件下極易水解生成氨(NH)3。pH反應條件控制:一級氧化破氰:值10~11;理論投葯量:簡單氰化物CN-:Cl2=1:2.73,復合氰化物CN-:Cl2=1:3.42。用ORP儀控制反應終點為300 mv~350 mv,反應時間10 min~15 min。
第二階段是將氰酸鹽進一步氧化分解成二氧化碳和水,叫完全氧化階段。在局部氧化處理的基礎上,調節廢水的pH(一般pH≥8.5),再投加一定量的氧化劑,經攪拌使CNO-完全氧化為N2和CO2。
pH反應條件控制:二級氧化破氰:pH值7-8(用H2SO4回調);理論投葯量:簡單氰化物CN-:Cl2=1:4.09,復合氰化物CN-:Cl2=1:4.09。用ORP儀控制反應終點為600mv~700mv;反應時間10min~30min。反應出水余氯濃度控制在3 mg/L~5 mg/L。
滕華妹[12]等採用兩級鹼性氯化法處理工藝對杭州西爾靈鍾廠含氰廢水進行處理,間隙法操作,手工控制投葯量,原廢水含氰濃度59.8 mg/L~141.1 mg/L,平均為84.6 mg/L,分段調節pH,採用自製的機械攪拌器攪拌,根據在實驗室測得的氰化物濃度,分段計算投葯量,廢水處理取得很好的效果,排放廢水中氰化物濃度均小於國家排放標准0.5 mg/L。另有採用次氯酸鈉、亞氯酸鈉、漂粉等替代氯氣的方法,其原理和方法與通氯氣相同,而類似加氯器的特殊裝置卻不再需要,而且可以避免氯氣泄露的危險,它適用於小規模的污水處理。在已決定採用這種處理法的場合,必須考慮到殘存的氯在放流目的地所發生的影響。
2.6食鹽電解法
通過食鹽水電解同時生成氯氣和強鹼,把他們使用於氰的分解。以電鍍廠而言,因為容易獲得電力供應,所以操作方便,處理葯品費用非常低廉。尤其在分批操作時,能夠在夜間空閑時間,充分利用原來供電鍍操作用的整流器,因而設備費用也可以降低。此法的缺點是電解陽極用的碳極的使用壽命較短。它適用於較小規模的工廠。
(1)隔膜電解法:這是在食鹽電解法中使用隔膜的方法,其原理是鹼性氯化處理法。食鹽中如有很多雜質,隔膜所用的石棉就容易發生間隙堵塞的缺點。在連續運轉的場合,使用飽和食鹽水,如管理不善,容易發生食鹽補充不足的情況,因而分解反應不能繼續進行,所以必須經常注意。
(2)無隔膜電解法:進行食鹽水的無隔膜電解時,在陽極上有氯氣發生,它與陰極上生成的鹼反應後,即生成次氯酸鹽。
Cl2+2NaOH→NaOCl+NaCl+H2O
如把生成的此氯酸鹽加註在含氰污水中,氰就被氧化而生成氰酸鹽。
NaCN+NaOCl→NaCNO+NaCl
並且進一步分解為碳酸氣和氮氣。
2NaCNO+3NaOCl+H2O→2CO2+N2+NaOH+3NaCl
3·含氰廢水生物處理方法的應用進展
有學者[13]採用BOD5/COD比值法和好氧呼吸曲線法在國內外首次針對高濃度有機氰廢水及其污染物進行了全面的好氧可生化性研究,結果表明,低濃度氰工藝含氰廢水在低濃度下,可生化性較好,在高濃度下,可生化性較差,濃度過高的甚至無法被好氧生物降解;肖敏[14]等在30℃條件下,採用血清瓶液體置換系統,撒氣厭氧水化反應設備條件,測定了丙烯腈、腈綸生產過程廢水等各種高濃度有機氰廢水的厭氧生物可降解性及廢水中丙烯腈、乙腈和氰化物等主要污染物對產甲烷菌的毒性。結果表明,丙烯腈在低質量濃度下為代謝毒素,厭氧菌產甲烷活性在恢復試驗中得到恢復,在高質量濃度(>120 mg/L)為生理毒素,毒性引起的產甲烷活性受抑制,但在短時期內得到恢復;氰化物在低質量濃度下為生理毒;較高質量濃度下(25 mg/L)為殺菌性毒素,厭氧菌細胞已遭受嚴重破壞,無法修復;乙腈始終為代謝毒素;張力等[15]採用膜分離技術處理丙烯晴含氰廢水,處理後外排氰根離子濃度CN-<0.0005%,COD<1 500 mg/L,表明了使用超濾膜對原水能有效的凈化,並在一定程度上能降低原水的COD含量。
Ⅶ 含氰廢水如何處理
含氰廢水有很來多種處理源方法,需要根據廢水水質情況來選擇。
鹼性氯氣氧化破氰,在鹼性含氰廢水中通入氯氣氧化;
UV光催化破氰,以雙氧水為氧化劑,通過光輻射催化處理含氰廢水;
雙氧水催化氧化,通常以銅離子作為催化劑,在弱鹼性條件下常溫氧化;
臭氧氧化法,採用臭氧發生器制備臭氧氧化氫化物和硫氰酸鹽;
高溫加壓水解法,65℃以上氰根即可與水反應生成氨和碳酸鹽,200℃以上時水解速度非常快;
還有活性炭吸附、膜分離、溶劑萃取、金屬離子絡合法等等。
Ⅷ 污水中有氰化物怎麼處理用什麼絮凝劑比較好急,急,急
氰化物是劇毒物質,氰化物可在生物體內產生氰化氫,使細胞呼吸受到麻痹引起窒息死亡。氰化氫、氫氰酸的分子結構是甲酸腈。一般把腈稱為有機氰化物。一般人一次口服 0.1克左右的氰化鈉(鉀)就會致死。CN- 對魚類有很大的毒性,比如鯽魚最小致死量是0.2(ppm),世界衛生組織規定魚的中毒限量為游離氰0.03 mg/l。
自然環境中普遍存在微量氰化物,主要來自肥料及有機質。但高濃度的氰化物來自含氰工業污水,主要有電鍍污水、焦爐和高爐的煤氣洗滌廢水及冷卻水、一些化工污水和選礦污水等,其濃度可在1-180 mg/l以上。電鍍工業是氰化物的主要來源之一,電鍍操作使用高濃度氰化物電鍍液以使鎘、銅和鋅等溶解在溶液中,含有氰離子以及金屬氰化物絡合離子的電鍍液隨鍍件帶出時會污染漂洗水。長期大量排放低濃度含氰污水,也可造成大面積地下水污染,而嚴重威脅供水水源。氰化物是劇毒物質,特別是當處於酸性pH值范圍內時,它變成劇毒的氫氰酸。含氰廢水必需先經處理,才可排入下水道或溪河中。由於氰化物有劇毒,處理後指標必須絕對達標,若排入水體將造成嚴重污染,而且氰絡合物影響廢水的進一步處理,因此首先要去除廢水中的氰化物,處理後水質測定達標後才能進行下一步處理。
含氰廢水通常的處理方法有鹼性氯化法、電解法、離子交換法、活性炭法。而鹼性氯化法以其運行成本低、處理效果穩定等優點廣泛在工程中採用。工程中一般採用鹼性氯化法,即向含氰廢水中投加氯系氧化劑,將氰化物部分氧化成毒性較低的氰酸鹽;也可一步完全氧化成二氧化碳和氮。 工程中多採用一步法除氰,既簡化了操作、方便了管理,又節省了處理成本。
1.葯劑選擇
多種氧化劑除氰反應原理都是溶於水水解生成 HClO,再利用HClO的強氧化性破氰,有關反應式如下:
CN- +HClO→ CNCl+OH-
CNCl+2OH- → CNO- +Cl- +H2O
ClO2一步法除氰的反應式為:
2CN- +2ClO2==2CO2↑ +N2↑ +2Cl-
Cl2一步法除氰的反應式為:
2CN — +3Cl2 +2H2O → CO2 ↑ +N2↑ +6Cl— +4H+
採用各種葯劑所需的葯劑量見表1-1:
表1-1氧化劑投加量
通過以上的比較不難得出:液氯雖然成本低點,但易引起安全事故;臭氧雖然去氰能力高、產渣量低但它所需的其它費用都較高;漂白粉有效氯含量低,渣量大;漂粉精有效氯含量為 60%,產渣量大,清渣麻煩;次氯酸鈉有效氯含量為95.3%,產渣量也較大。由我所工程總承包,於1999年12月18日建成的成都某(集團)有限責任公司含鎘廢水處理站,在運行過程中,氰化物雖能完全達到排放標准,但除氰工藝上先採用漂粉精,產渣量大,去渣很麻煩,後改為次氯酸鈉除氰,渣量相對少一些,但次氯酸鈉成品葯劑易失效,有效期為10-15天,不宜貯存。而用二氧化氯除氰就可以避免這些不足, 所以,現目前採用二氧化氯除氰是較為理想的處理工藝。
2.二氧化氯處理含氰廢水的原理
二氧化氯是一種強氧化劑,與氯氣相比,它具有氧化性更強,操作安全簡便,受 PH值的影響較小的特點。氯氣對氰化物的氧化通常只將CN- 氧化成毒性較小的氰酸鹽(NaCNO),並要求很高的pH值,見反應式(1),而二氧化氯對氰化物的氧化卻能將CN- 氧化成N2 和CO2 ,見反應式(2),徹底消除氰化的的毒性:
CN - +Cl2 +2OH - == CNO - +2Cl - +H2O (1)
2CN- +2ClO2 ==2 CO2 ↑ +N2 ↑ +2Cl- (2)
3.影響二氧化氯除氰反應的因素
原水含氰濃度和 pH值對氧化反應的影響很大。
二氧化氯在 pH 值為 11.5 以上, ClO2 / CN - =2.28-4.92 時,對含 CN - 濃度為 104.8-302.08mg/L 廢水,去除率最高可達99.6% ,平均去除率 95% 以上。並且原水中氰化物濃度越高,相應的二氧化氯需要的量越低。在調試中發現,反應罐中pH 值的高低對氰化物的去除率具有明顯的影響。一般資料中認為二氧化氯要在低pH 值的條件下對氰化物進行氧化去除,在實驗室中進行試驗得出:pH 值對二氧化氯的除氰的效率具有明顯的影響,當pH 為酸性的情況下,接觸時間的加長對去除率並沒有明顯的改進, CN - 的去除率不到 20% ,這說明二氧化氯在酸性條件下,對氰化物的氧化作用極低的。當pH 為弱鹼性條件時,隨著接觸時間的加長,去除率都可達到 80% 以上,當pH 達到 12.4 時,接觸 2h 去除率就可達到 96.3% 。這說明,二氧化氯對氰化物的氧化作用可以在弱鹼性條件下進行。如果需要在短時間內完成,則保持較高的反應pH 值。
二氧化氯可以直接將氰化物氧化成二氧化碳和氮,即:
2CN - +2ClO2 ==2CO2 ↑ +N2 ↑ +2Cl -(出自:www.koejsj.com/fangfa_koe/54.html)
科創絮凝劑具有較強的電中和能力,有利於吸附水中帶有電荷的粒子,使粒子凝聚成大的顆粒而沉澱。科創復合凈水劑的長鏈特性有利於膠體顆粒架橋吸附從而實現顆粒的凝聚,大大提高了凈水能力,具有快速、高效的絮凝效果。對處理污水中含有氰化物的有良好的效果。
Ⅸ 電鍍廠的含氰廢氣怎麼處理處理原理是什麼
用氫氧化鈉溶液淋洗、吸收含氰廢氣,淋洗水排入含氰廢水,按正常的含氰廢水處理流程(二次次氯酸鈉破氰)。處理原理是利用次氯酸鈉的氧化能力將氰離子氧化成無毒的氮氣。