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除去废水中的cn

发布时间:2022-06-14 11:02:21

⑴ 含氰废水如何处理

含氰废水有抄很多种处理方法,袭需要根据废水水质情况来选择。
碱性氯气氧化破氰,在碱性含氰废水中通入氯气氧化;
UV光催化破氰,以双氧水为氧化剂,通过光辐射催化处理含氰废水;
双氧水催化氧化,通常以铜离子作为催化剂,在弱碱性条件下常温氧化;
臭氧氧化法,采用臭氧发生器制备臭氧氧化氢化物和硫氰酸盐;
高温加压水解法,65℃以上氰根即可与水反应生成氨和碳酸盐,200℃以上时水解速度非常快;
还有活性炭吸附、膜分离、溶剂萃取、金属离子络合法等等。

⑵ 有关废水处理的方程式

含氰废水通常的处理方法是将氰化物部分氧化成毒性较低的氰酸盐,或完全氧化成二氧化碳和氮气。该成套处理设备先利用次氯酸根的强氧化性在不加碱的条件下将氰根氧化成氯化氰,此为第一级酸性氯化法阶段,再在碱性环境下用次氯酸根将氯化氰进一步完全氧化成二氧化碳和氮气。其反应方程式如下:
酸性氯化阶段:CN-+ClO-+H2O CNCl+2OH-
碱性氯化阶段:次氯酸盐先将氰化物氧化成氰酸盐
CNCl+2OH- CNO-+Cl-+2H2O
氰酸盐进一步被次氯酸盐氧化成二氧化碳和氮气
2CNO-+3ClO-+2OH- N2+2CO32-+3Cl-+H2O
经过两级氯化反应,含氰废水中的CN-被完全氧化为无害的氮气和二氧化碳,从而达到了去除的目的。

⑶ 电镀废水中含氰废水的处理方法有哪些

1·各种处理方法简述
国内含氰废水处理方法比较多[3,4],但应用哪一种工艺主要决定于含氰废水的质量浓度、性质以及实际处理的效果。废水中氰的质量浓度可粗略分为高、中、低3种。一般情况下,成分复杂的高质量浓度废水CN>800 mg/L,也有多种废水氰的质量浓度在(1-10)×103 mg/L之间,可先采用酸化法回收氰化物,残液再继续氧化处理。中质量浓度含氰废水一般在200 mg/L~800 mg/L之间,根据废水成分的复杂程度选择处理工艺;废水成分简单、回收氰化物有经济效益的,适合先采用酸化法,残液再继续采用二次处理;酸化回收无经济效益的废水,可直接采用氧化法进行破坏。在国内实际生产时,高、中质量浓度(接近800 mg/L)含氰废水一般根据成分复杂程度而决定采用的工艺方法;有些成分简单的废水,也可以先回收氰化物,回收后残液再直接进行氧化破坏CN-,中、低质量浓度的废水均采用直接氧化处理工艺。近些年,回收氰化物的方法较多,如酸化挥发-碱吸收法、萃取法、酸沉淀-中和法(两步沉淀法)、三步沉淀法等。目前,厂矿企业实际采用单一处理工艺的较少,因单一工艺处理很难达到国家排放标准,大部分企业均采用多种组合的工艺进行处理。主要组合处理工艺是酸化回收与直接氧化的技术结合,另一种组合是直接氧化、自然净化[5]与活性炭吸附工艺[6]的技术组合,许多新的废水全循环技术组合工艺也是主要发展趋势之一。含氰废水处理方法的选择主要根据废水的来源、性质及水量来决定。其中包括化学法、物理化学法、物理法及生化法,但是运用最多的是采用化学法来处理含氰废水。以下主要对几种常用的物理、化学法处理含氰废水进行介绍。
2·常用处理技术
2.1加酸曝气法
这是已进入实用化阶段的方法,在美国等一些国家中正在兴建一定规模的设施。最初试验室在中性液中利用曝气来把氰排除到大气中去,以后改进为先加酸使污水最大限度地酸化,然后进行曝气,这样可以更有效地去除氰。所使用的酸通常是硫酸。虽然也有利用烟气来进行酸性化的建议,但尚未到成熟阶段,所以没有普及。此法的效果受曝气程度和酸性化程度的支配,按照实例来看,当pH为2.8时,对含氰浓度达500 mg/L的污水进行曝气,可以获得含氰浓度为0.09 mg/L~0.14 mg/L的处理水。因为在实施此法以后,氰仍保持原有状态,作为有毒气体而被排放到大气中,既要有利的厂址条件,又必须具备高烟囱,因而只有在极有限的地区,才有采用此法的可能。如用液碱来捕集已气化的氰,这样既可弥补上述缺点,还可回收氰。
2.2络盐法
20世纪70年代,国内企业有的曾经采用该方法,但现在均不采用。从环境安全防范的观点出发,这种方法可以作为氰化物产生突发性污染事故时而采用快速补救的方法之一,硫酸亚铁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,减小对环境的危害,特别是对水生生物的伤害。废水中CN-质量浓度很低时,该方法处理效果不好。可以使用的药品虽多种多样,但最广泛使用的是硫酸亚铁。该法利用硫酸亚铁与氰形成络盐,然后使络盐沉淀并加以除去。硫酸亚铁法将氰化物转化为铁的亚铁氰化物,再转化成普鲁士蓝型不溶性化合物[7],然后倾析或过滤出来。

其特点是操作简单,处理费用低,且可回收普鲁士蓝沉淀作颜料。缺点是处理效果差,淤渣很多,分离出不溶物后的废水呈蓝色,浓度超过一定限度,就不能被去除。从反应的平衡来看,上述浓度过高,去除率下降是难以避免的问题,按一般情况来说,用石灰等使水的pH值保持在7.5~10.5之间,这样就使沉淀生成处于最佳状态。但即使采用上述措施,因为含氰量在一定数值以下,就不再降低,在处理含氰浓度低的污水时,其效果是微小的。如改用镍做处理剂,其效果虽比铁有利,但价格昂贵。熊正为[8]对硫酸亚铁法处理电镀含氰废水进行了试验研究,探讨了硫酸亚铁除氰的原理及其去除效果。试验结果表明:硫酸亚铁法处理电镀含氰废水,硫酸亚铁加入量为理论值的1.69倍,0.1%PAM絮凝剂用量为1 mg/L时,氰化物的去除率可达98%,同时还可去除部分重金属污染物和COD,COD可去除约59%;pH值对除氰效果的影响较大,CN-与硫酸亚铁络合成亚铁氰化物时pH值控制在9.50~10.50,生成的亚铁氰化物再转化成较稳定的普鲁士蓝型不溶性化合物须将pH值反调控制在7.00~8.00时,除氰效果较好。
2.3臭氧处理法
近年来,用臭氧处理氰化物方法的研究,开展得相当普遍,但由于电力费用高昂的缺点,所以还没达到一般性的实用化阶段
O3+KCN→KCNO+O2
KCNO+O3+H2O→KHCO3+N2+O2
臭氧在水溶液中可释放出原子氧参加反应,表现出很强的氧化性,能彻底氧化游离状态的氰化物。铜离子对氰离子和氰根离子的氧化分解有触媒作用,添加10 mg/L左右的硫酸铜能促进氰的分解反应。
臭氧法的突出特点是在整个过程中不增加其他污染物质,污泥量少,且因增加了水中的溶解氧而使出水不易发臭。采用臭氧氧化法处理废水中的氰化物,只需臭氧发生设备,无需药剂购置和运输,而且工艺简单、方便,处理后废水总氰化物质量浓度可以达到国家污水综合排放标准,处理废液中不增加其它有害物质,无二次污染,不需要进一步处理。但是,由于臭氧发生器产生臭氧的成本高、设备维修困难,工业应用受到了一定限制。只要臭氧发生器能突破产生臭氧的瓶颈,工业应用前景非常广阔。臭氧氧化法要消耗大量的电能[9],在缺少电力的地方难以应用。我国已有臭氧发生装置成品出售,一些工厂目前正在使用这种处理技术。应该指出的是目前的臭氧发生器能耗很大,生产1 kg O3耗电12 kW·h~15 kW·h,处理费用较高。除个别地方外,一般难以达到废水处理的经济要求。另外,单独使用臭氧不能使络合状态存在的氰化物彻底氧化。颜海波[10]等采用臭氧技术对电镀含氰废水进行处理,电镀含氰废水中的CN-浓度在30 mg/L~36 mg/L之间,采用以臭氧为氧化剂的活性炭催化氧化技术处理后,CN-的出口浓度<0.5 mg/L,去除率在97.7%以上。该处理系统实现了废水处理自动化,具有投资省、效果好、成本低、运行稳定等优点,且不会产生二次污染,值得推广应用。
2.4过氧化氢法
2.4.1碱性条件
在常温、碱性(pH=9.5~11)、有Cu2+作催化剂的条件下,H2O2能使游离氰化物及其金属络合物(但不能使铁氰化物)氧化成氰酸盐,以金属氰络合物形式存在的铜、镍和锌等金属,一旦氰化物被氧化除去后,他们就会生成氢氧化物沉淀。那些过量的过氧化氢也能迅速分解成水和氧气。污水中亚铁氰化物被铜沉淀而除去。其反应方程式如下。游离氰化物与过氧化氢反应的方程式:

上述反应中生成的氰酸盐水解生成铵离子和碳酸盐离子或碳酸氢盐离子,水解速度取决于pH值。一般情况下,硫氰酸盐不会或很少被氧化。污水处理过程中,含氰络合物的反应顺序如下:

2.4.2酸性条件
一般将废水加热至40℃,在不断搅拌条件下加入含有少量金属离子作催化剂的H2O2和37%甲醛的混合溶液,再搅拌1 h左右完成反应。反应在酸性条件下分两步进行:

此法适用于浓度波动较大的含氰废水的处理,整个过程无HCN气体产生,操作安全,但所需试剂费用较高。山东黄金集团有限公司三山岛金矿采用过氧化氢对含氰污水酸化回收后尾液进行二次处理[11]。
近1 a的生产应用情况表明,该法具有工艺操作简单、投资省、成本低等优点,能容易地将含氰(CN)-5 mg/L~50 mg/L的酸化回收尾液处理到<0.5 mg/L,药剂费用为7.56元/m3。
2.5碱性氯化处理法
目前处理含氰废水比较成熟的技术是采用碱性氯化法处理,必须注意含氰废水要与其它废水严格分流,避免混入镍、铁等金属离子,否则处理困难。
通过氯处理来分解氰化物的可能性,早已肯定,可是在初期氯处理是在酸性溶液中进行,因而有浓度相当大的氯化氢有毒气体产生,操作也很不安全。但如果在碱性条件下进行氯处理,中间产物氯化氢几乎在一刹那间都转化为氰酸盐,于是此法在氰化物处理方面已成为实际的而且安全的方法。该法的原理是废水在碱性条件下,采用氯系氧化剂将氰化物破坏而除去的方法,处理过程分为两个阶段,第一阶段是将氰氧化为氰酸盐,对氰破坏不彻底,叫做不完全氧化阶段,该工艺的原理是在碱性条件下(一般pH≥10),用次氯酸盐将氰化物氧化成氰酸盐。
CN-+ClO-+H2O→CNCl+2OHCNCl+2OH-→
CNO-+Cl-+H2O
将两式合并,得
CN-+ClO-→CNO-+Cl-
CNO-+2H2O→CO2+NH3+OH-
局部氧化法破氰反应生成的氰酸根的毒性是CN-的1/1 000,所以有的厂在废水浓度比较低时,废水经局部破氰处理后就排入后续的处理金属离子的处理设施。但是,CNO-毕竟是有毒物质,在酸性条件下极易水解生成氨(NH)3。pH反应条件控制:一级氧化破氰:值10~11;理论投药量:简单氰化物CN-:Cl2=1:2.73,复合氰化物CN-:Cl2=1:3.42。用ORP仪控制反应终点为300 mv~350 mv,反应时间10 min~15 min。
第二阶段是将氰酸盐进一步氧化分解成二氧化碳和水,叫完全氧化阶段。在局部氧化处理的基础上,调节废水的pH(一般pH≥8.5),再投加一定量的氧化剂,经搅拌使CNO-完全氧化为N2和CO2。

pH反应条件控制:二级氧化破氰:pH值7-8(用H2SO4回调);理论投药量:简单氰化物CN-:Cl2=1:4.09,复合氰化物CN-:Cl2=1:4.09。用ORP仪控制反应终点为600mv~700mv;反应时间10min~30min。反应出水余氯浓度控制在3 mg/L~5 mg/L。
滕华妹[12]等采用两级碱性氯化法处理工艺对杭州西尔灵钟厂含氰废水进行处理,间隙法操作,手工控制投药量,原废水含氰浓度59.8 mg/L~141.1 mg/L,平均为84.6 mg/L,分段调节pH,采用自制的机械搅拌器搅拌,根据在实验室测得的氰化物浓度,分段计算投药量,废水处理取得很好的效果,排放废水中氰化物浓度均小于国家排放标准0.5 mg/L。另有采用次氯酸钠、亚氯酸钠、漂粉等替代氯气的方法,其原理和方法与通氯气相同,而类似加氯器的特殊装置却不再需要,而且可以避免氯气泄露的危险,它适用于小规模的污水处理。在已决定采用这种处理法的场合,必须考虑到残存的氯在放流目的地所发生的影响。
2.6食盐电解法
通过食盐水电解同时生成氯气和强碱,把他们使用于氰的分解。以电镀厂而言,因为容易获得电力供应,所以操作方便,处理药品费用非常低廉。尤其在分批操作时,能够在夜间空闲时间,充分利用原来供电镀操作用的整流器,因而设备费用也可以降低。此法的缺点是电解阳极用的碳极的使用寿命较短。它适用于较小规模的工厂。
(1)隔膜电解法:这是在食盐电解法中使用隔膜的方法,其原理是碱性氯化处理法。食盐中如有很多杂质,隔膜所用的石棉就容易发生间隙堵塞的缺点。在连续运转的场合,使用饱和食盐水,如管理不善,容易发生食盐补充不足的情况,因而分解反应不能继续进行,所以必须经常注意。
(2)无隔膜电解法:进行食盐水的无隔膜电解时,在阳极上有氯气发生,它与阴极上生成的碱反应后,即生成次氯酸盐。
Cl2+2NaOH→NaOCl+NaCl+H2O
如把生成的此氯酸盐加注在含氰污水中,氰就被氧化而生成氰酸盐。
NaCN+NaOCl→NaCNO+NaCl
并且进一步分解为碳酸气和氮气。
2NaCNO+3NaOCl+H2O→2CO2+N2+NaOH+3NaCl
3·含氰废水生物处理方法的应用进展
有学者[13]采用BOD5/COD比值法和好氧呼吸曲线法在国内外首次针对高浓度有机氰废水及其污染物进行了全面的好氧可生化性研究,结果表明,低浓度氰工艺含氰废水在低浓度下,可生化性较好,在高浓度下,可生化性较差,浓度过高的甚至无法被好氧生物降解;肖敏[14]等在30℃条件下,采用血清瓶液体置换系统,撒气厌氧水化反应设备条件,测定了丙烯腈、腈纶生产过程废水等各种高浓度有机氰废水的厌氧生物可降解性及废水中丙烯腈、乙腈和氰化物等主要污染物对产甲烷菌的毒性。结果表明,丙烯腈在低质量浓度下为代谢毒素,厌氧菌产甲烷活性在恢复试验中得到恢复,在高质量浓度(>120 mg/L)为生理毒素,毒性引起的产甲烷活性受抑制,但在短时期内得到恢复;氰化物在低质量浓度下为生理毒;较高质量浓度下(25 mg/L)为杀菌性毒素,厌氧菌细胞已遭受严重破坏,无法修复;乙腈始终为代谢毒素;张力等[15]采用膜分离技术处理丙烯晴含氰废水,处理后外排氰根离子浓度CN-<0.0005%,COD<1 500 mg/L,表明了使用超滤膜对原水能有效的净化,并在一定程度上能降低原水的COD含量。

⑷ clo2对污水中mn2+.s2-和cn-等有明显的去除效果

ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果.某工厂污水中含CN- amg/L,现用ClO2将CN-氧化,只生成两种气体,其离子反应方程式为_______;处理100m^3这种污水,至少需要ClO2 _______ mol .
2ClO2+2CN-=N2↑+ 2CO2↑+2Cl- 、 50a/13

第一个方程很好写.
ClO2和CN-是1:1反应,CN-的浓度有了体积有了,物质的量也有了,怎麼算不出?
难道是第一问不会写么...首先C肯定变成CO2,其次是另一种气体,可能是Cl2也可能是N2.但是如果是Cl2的话N只能是HNO3,而ClO2是不可能将N2氧化成HNO3的.要不然工业上制取硝酸就太容易了.

⑸ 怎么才能有效驱除废水中氨氮和总氮

氨氮废水的来源
钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等工业,均排放高浓度的氨氮废水。 其中,某些工业自身会产生氨氮污染物,如钢铁工业及肉类加工业等。 而另一些工业将氨用作化学原料,如用氨等配成消光液以制造磨砂玻璃。此外,皮革、孵化、动物排泄物等新鲜废水中氨氮初始含量并不高,但由于废水中有机氮的脱氨基反应,在废水积存过程中氨氮浓度会迅速增加。
过量氨氮排入水体将导致水体富营养化,降低水体观赏价值,并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此,废水脱氮处理受到人们的广泛关注。目前,主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮,以上方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。
不同种类的工业废水中氨氮浓度干变万化,即使同类工业不同工厂的废水中其浓度也各不相同。以某化工厂香兰素生产废水为例,其氨氮浓度高达6~7×104mg/L。为了彻底治理污染,除对生产工艺进行必要的改造外,必须寻找合适的氨氮废水处理技术,降低废水处理的成本。
氨氮废水处理技术研究与应用现状
目前,氨氮废水的处理技术可以分为两大类:一类是物化处理技术,包括吹脱(或汽提)、沉淀、膜吸收、湿式氧化等,其中吹脱和膜吸收技术都需要氨氮尽可能以氨分子形态存在;另一类技术是生物脱氮技术。
物化处理技术
依据NH3的质量分数与pH的关系,如果氨氮的去除形态为氨气,为达到较高的去除率,就必须调节溶液的pH在11以上。这类技术包括吹脱、汽提、膜吸收等。在处理氨氮废水的过程中,需要消耗大量碱,但可以回收部分氨。
吹脱(汽提)法吹脱法是将废水pH值调节至碱性,然后在填料塔中通入空气或蒸汽,通过气液接触将废水中的游离氨吹脱至大气或蒸汽中。 采用蒸汽可以提高废水温度,从而提高一定pH值时被吹脱氨的比例。一般情况下,如果采用吹脱法去除98%以上的氨氮,需pH调节。例如采用汽提技术对对硝基苯胺废水进行了处理,在pH 大于11的条件下,废水中的氨氮由3150 mg/L下降为187 mg/L,去除率为93%。
低浓度废水通常在常温下用空气吹脱,而炼钢、石油化工、化肥、有机化工、有色金属冶炼等行业的高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。但是这种方法一般要采用NaOH调节废水的pH值,药剂和能源消耗比较大。 为了降低药剂成本,采用Ca(OH)2调节pH,结果表明,吹脱速率和吹脱效率要远小于NaOH,而且在汽提过程中容易结垢,使得操作运行困难。
这种技术的另一个关键在于保证填料塔内的气液充分接触,有效防止沟流、液泛等非正常操作。 因此,填料的选择和填充至关重要。除较高的能耗与碱耗外,利用吹脱技术处理氨氮的不足还在于使氨氮由液相转移至气相,如果没有相应的回收技术,很容易导致大气的二次污染。此技术主要用于高浓度氨氮废水的预处理。
膜吸收技术
膜吸收过程是将膜分离和吸收相结合而出现的一种新型膜过程,它使用微孔膜将气、液两相分隔开来,利用膜孔提供气、液两相间传质的场所。 膜吸收法处理含氨废水的原理为:疏水性微孔膜(聚丙烯、聚四氟乙烯、偏聚氟乙烯)把含氨废水和H2SO4吸收液分隔于膜两侧,通过调节废水的pH值,使废水中离子态的NH3转变为分子态的挥发性NH3。 在膜两侧NH3的浓度差的推动下,废水中的NH3在废水一微孔膜界面汽化挥发。气态的NH3沿膜微孔向膜的另一侧扩散,在吸收液一微孑L膜界面上为H2SO4吸收,并反应生成不挥发的(NH3)2SO4而被回收。由于氨在废水和吸收液中存在形式的不同,使得废水中的氨能通过存在形式的转换不断向吸收液传递,直到吸收液中的H2SO4全部为氨中和为止,处理后废水中的氨氮浓度理论上可达到零。与吹脱(汽提)技术和生化法等其他高氨氮废水处理方法比较,膜吸收法的最大特点是,可以在常温、常压的条件下浓缩并回收废水中的氨,无二次污染产生,实现含氨废水的资源化。
现在,膜吸收工艺的难点在于防止膜的渗漏。为了保证较高的通量,一般的微孔膜的膜厚都比较薄,膜两侧的水相在压差的作用下很容易发生渗漏。只有非常精确地调整膜两侧的压力和流速,才能基本保证膜两侧的液量不发生变化。 即使在这样的条件下,在进行氨吸收过程中,氨溶液一侧的pH值还是有显著的降低,经检测,溶液中有大量硫酸根离子存在,最终导致氨溶液中的去除率仅在6O%左右。
因此,如何在保证氨氮传质通量的情况下有效防止膜的渗漏是膜吸收工艺研究的重要内容。
沸石脱氨法
利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。沸石一般被用于处理低浓度含氨废水或含微量重金属的废水。然而,蒋建国等[4]探讨了沸石吸附法去除垃圾渗滤液中氨氮的效果及可行性。小试研究结果表明,每克沸石具有吸附15.5 mg氨氮的极限潜力,当沸石粒径为30~16目时,氨氮去除率达到了78.5%,且在吸附时间、投加量及沸石粒径相同的情况下,进水氨氮浓度越大,吸附速率越大,沸石作为吸附剂去除渗滤液中的氨氮是可行的。
实验表明用沸石离子交换法处理经厌氧消化过的猪肥废水时发现Na-Zeo、Mg-Zeo、Ca-Zeo、k-Zeo中Na-Zeo沸石效果最好,其次是Ca-Zeo。增加离子交换床的高度可以提高氨氮去除率,综合考虑经济原因和水力条件,床高18cm(H/D=4),相对流量小于7.8BV/h是比较适合的尺寸。离子交换法受悬浮物浓度的影响较大。
应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题,主要有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时,产生的氨气必须进行处理。通常采用再生液进行再生,再生液浓液再进行脱氨处理。
膜分离技术
利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便,氨氮回收率高,无二次污染。蒋展鹏等[6]采用电渗析法和聚丙烯(PP)中空纤维膜法处理高浓度氨氮无机废水可取得良好的效果。电渗析法处理氨氮废水2000~3000 mg/L,去除率可在85%以上,同时可获得8.9%的浓氨水。此法工艺流程简单、不消耗药剂、运行过程中消耗的电量与废水中氨氮浓度成正比。PP中空纤维膜法脱氨效率>90%,回收的硫酸铵浓度在25%左右。运行中需加碱,加碱量与废水中氨氮浓度成正比。
乳化液膜是种以乳液形式存在的液膜具有选择透过性,可用于液-液分离。分离过程通常是以乳化液膜(例如煤油膜)为分离介质,在油膜两侧通过NH3的浓度差和扩散传递为推动力,使NH3进入膜内,从而达到分离的目的。用液膜法处理某湿法冶金厂总排放口废水(1000~1200 mgNH4+-N/L,pH为6~9),当采用烷醇酰胺聚氧乙烯醚为表面活性剂用量为4%~6%,废水pH调至10~11,乳水比在1:8~1:12,油内比在0.8~1.5。硫酸质量分数为10%,废水中氨氮去除率一次处理可达到97%以上。
膜分离法应用的主要问题是投资成本及运行成本较高,操作复杂,难以控制。
MAP沉淀法
主要是利用以下化学反应:
Mg2 ++NH4++PO43-=MgNH4PO4
理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐,当[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁(MAP),除去废水中的氨氮。穆大纲等[8]采用向氨氮浓度较高的工业废水中投加MgCl2•6H2O和Na2HP04•12H20生成磷酸铵镁沉淀的方法,以去除其中的高浓度氨氮。结果表明,在pH为8.9l,Mg2+,NH4,P043-的摩尔比为1.25:1:1,反应温度为25 ℃,反应时间为20 min,沉淀时间为20 min的条件下,氨氨质量浓度可由9500 mg/L降低到460 mg/L,去除率达到95%以上。由于在多数废水中镁盐的含量相对于磷酸盐和氨氮会较低,尽管生成的磷酸铵镁可以做为农肥而抵消一部分成本,投加镁盐的费用仍成为限制这种方法推行的主要因素。海水取之不尽,并且其中含有大量的镁盐。以海水做为镁离子源试验研究了磷酸铵镁结晶过程。盐卤是制盐副产品,主要含MgCl2和其他无机化合物。Mg2+约为32 g/L为海水的27倍。Lee等[10]用MgCl2、海水、盐卤分别做为Mg2+源以磷酸铵镁结晶法处理养猪场废水,结果表明,pH是最重要的控制参数,当终点pH≈9.6时,反应在10 min内即可结束。由于废水中的N/P不平衡,与其他两种Mg2+源相比,盐卤的除磷效果相同而脱氮效果略差。
采用化学沉淀法的关键因素在于:
1)絮凝剂的用量;2)沉淀产物的去向。
一般情况下,采用磷酸铵镁沉淀法处理氨氮废水的氨氮浓度不大于1 500 mg/L。化学沉淀法的应用瓶颈同样是运行成本较高,无法进行工程应用。
催化湿式氧化法
催化湿式氧化法是8O年代国际上发展起来的一种治理废水的新技术。 在一定温度、压力下,在催化剂作用下,经空气氧化,可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质,达到净化的目的。具有净化效率高(据报道,废水经过净化后可达到饮用水标准)、流程简单、占地面积少等特点。经多年应用与实践,这一废水处理方法的建设及运行费用仅为常规方法6O%左右,因而在技术上和经济上均具有较强的竞争力。杜鸿章等对催化湿式氧化法作了一系列的研究,在270 ℃、9 MPa工艺条件下,研制的催化剂可使焦化污水氨氮的去除率达到99.6%,经处理后的污水水质优于国家环保排放标准的要求。湿式氧化法不足在于催化剂的流失和设备的腐蚀。
化学氧化法
利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨,这种方法还可以起到杀菌作用,但是产生的余氯会对鱼类有影响,故必须附设除余氯设施。在溴化物存在的情况下,臭氧与氨氮会发生如下类似折点加氯的反应:
Br-+O3+H+→HBrO+O2,
NH3+HBrO→NH2Br+H2O,
NH2Br+HBrO→NHBr2+H2O,
NH2Br+NHBr2→N2+3Br-+3H+。
用一个有效容积32 L的连续曝气柱对合成废水(氨氮600 mg/L)进行试验研究,探讨Br/N、pH以及初始氨氮浓度对反应的影响,以确定去除最多的氨氮并形成最少的NO3-的最佳反应条件。发现NFR(出水NO3--N与进水氨氮之比)在对数坐标中与Br-/N成线性相关关系,在Br-/N>0.4,氨氮负荷为3.6~4.0 kg/(m3•d)时,氨氮负荷降低则NFR降低。出水pH=6.0时,NFR和BrO--Br(有毒副产物)最少。BrO--Br可由Na2SO3定量分解,Na2SO3投加量可由ORP控制。
生化法
微生物去除氨氮过程需经过硝化和反硝化两个阶段过程。 传统观点认为:硝化过程为好氧过程,在此过程中,氨态氮在微生物的作用下转化为硝基氮和亚硝基氮;而反硝化过程为厌氧过程,在此过程中,硝基氮和亚硝基氮转化为氮气。 因此,一般的生物脱氮过程为厌氧/好氧过程、或厌氧/缺氧/好氧过程。
近年来的研究表明,反硝化过程可以在有氧的条件下进行,即好氧反硝化过程。它为突破传统生物脱氮技术限制,利用一个生物反应器在一种条件下完成脱氮反应提供了依据。SBR生物脱氮工艺的优点在于以时间序列代替空间序列,使好氧硝化过程和反硝化过程在同一容器中完成。采用SBR技术处理高氨氮废水,在曝气段实现高氨氮废水的好氧硝化/反硝化处理。通过实验研究,她们提出的反应序列为:一段缺氧一好氧曝气一二段缺氧的SBR反应器,好氧段反硝化脱氮率要占总脱氮率的70%以上。研究表明:好氧反硝化菌为异养菌,脱氮反应历程与缺氧反硝化菌相同,并且最终产物主要为N2。
目前生物脱氮的浓度一般在400 mg/L以下,采用生物脱氮技术处理高浓度氨氮废水就需要进行大倍数稀释,这就使得生物处理设施的体积庞大,能耗会相应提高。 因此,在处理高氨氮废水时,采用生物处理前,一般要首先进行物化处理。
物化方法在处理高浓度氨氮废水时不会因为氨氮浓度过高而受到限制,但是不能将氨氮浓度降到足够低(如100 mg/L以下)。而生物脱氮会因为高浓度游离氨或者亚硝酸盐氮而受到抑制。实际应用中采用生化联合的方法,在生物处理前先对含高浓度氨氮的废水进行物化处理。目前,较先进的生化脱氨主要有以下几类方法。
膜生物反应器技术
膜生物反应器(MBR)是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池和沙滤池的水处理技术。MBR将分离工程中的膜技术应用于废水处理系统,提高了泥水分离效率,并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现,提高了生化反应速率。同时,通过降低F/M比减少剩余污泥产生量(甚至为零),从而基本解决了传统活性污泥法存在的突出问题。
硝化菌为自养菌,生长繁殖的世代周期长,常规的生物脱氮工艺中,为保持构筑物中有足够数量的硝化菌以完成生物硝化作用,在维持较长污泥龄的同时也相应增大了构筑物的容积。此外,絮凝性较差的硝化菌常会被二沉池的出水带出,硝化菌数量的减少影响硝化作用,进而降低了系统的脱氮效率。膜生物反应器能够完全截留微生物,可以有效防止硝化菌的流失,是一种比较理想的硝化反应器。
在适宜的pH、DO条件下,容积负荷控制在2 kg/(m3•d)以下时,采用一体化膜生物反应器可以将浓度为2×103mg/L的氨氮转化为硝酸盐。
虽然采用膜生物反应器处理氨氮废水会解决传统活性污泥法存在的一些问题,但膜污染问题尚未见有较好的解决办法
短程硝化反硝化
生物硝化反硝化是应用最广泛的脱氮方式。由于氨氮氧化过程中需要大量的氧气,曝气费用成为这种脱氮方式的主要开支。短程硝化反硝化(将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进行反硝化),不仅可以节省氨氧化需氧量而且可以节省反硝化所需炭源。用合成废水试验确定实现亚硝酸盐积累的最佳条件。要想实现亚硝酸盐积累,pH不是一个关键的控制参数,因为pH在6.45~8.95时,全部硝化生成硝酸盐,在pH<6.45或pH>8.95时发生硝化受抑,氨氮积累。当DO=0.7 mg/L时,可以实现65%的氨氮以亚硝酸盐的形式积累并且氨氮转化率在98%以上。DO<0.5 mg/L时发生氨氮积累,DO>1.7 mg/L时全部硝化生成硝酸盐。对低碳氮比的高浓度氨氮废水采用亚硝玻型和硝酸型脱氮的效果进行对比分析。试验结果表明,亚硝酸型脱氮可明显提高总氮去除效率,氨氮和硝态氮负荷可提高近1倍。此外,pH和氨氮浓度等因素对脱氮类型具有重要影响。
短程硝化反硝化处理焦化废水的中试结果表明,进水COD、氨氮、TN 和酚的浓度分别为1201.6、510.4、540.1、110.4 mg/L时,出水COD、氨氮、TN和酚的平均浓度分别为197.1、14.2、181.5、0.4 mg/L,相应的去除率分别为83.6%、97.2%、66.4%、99.6%。与常规生物脱氮工艺相比,该工艺氨氮负荷高,在较低的C/N值条件下可使TN去除率提高。
厌氧氨氧化(ANAMMOX)和全程自养脱氮(CANON)
厌氧氨氧化是指在厌氧条件下氨氮以亚硝酸盐为电子受体直接被氧化成氮气的过程。ANAMMOX的生化反应式为:
NH4++NO2-→N2↑+2H2O
ANAMMOX菌是专性厌氧自养菌,因而非常适合处理含NO2-、低C/N的氨氮废水。与传统工艺相比,基于厌氧氨氧化的脱氮方式工艺流程简单,不需要外加有机炭源,防止二次污染,又很好的应用前景。厌氧氨氧化的应用主要有两种:CANON工艺和与中温亚硝化(SHARON)结合,构成SHARON-ANAMMOX联合工艺。
CANON工艺是在限氧的条件下,利用完全自养性微生物将氨氮和亚硝酸盐同时去除的一种方法,从反应形式上看,它是SHARON和ANAMMOX工艺的结合,在同一个反应器中进行。固体废弃物填埋场渗滤液处理,溶解氧控制在1 mg/L左右,进水氨氮<800 mg/L,氨氮负荷<0.46 kgNH4+/(m3•d)的条件下,可以利用SBR反应器实现CANON工艺,氨氮的去除率>95%,总氮的去除率>90%。
ANAMMOX和CANON过程都可以在气提式反应器中运转良好,并且达到很高的氮转化速率。控制溶解氧在0.5mg/L左右,在气提式反应器中,ANAMMOX过程的脱氮速率达到8.9 kgN/(m3•d),而CANON过程可以达到1.5 kgN/(m3•d)。
好氧反硝化
传统脱氮理论认为,反硝化菌为兼性厌氧菌,其呼吸链在有氧条件下以氧气为终末电子受体在缺氧条件下以硝酸根为终末电子受体。所以若进行反硝化反应,必须在缺氧环境下。近年来,好氧反硝化现象不断被发现和报道,逐渐受到人们的关注。一些好氧反硝化菌已经被分离出来,有些可以同时进行好氧反硝化和异养硝化(如Robertson等分离、筛选出的Tpantotropha.LMD82.5)。这样就可以在同一个反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化,简化了工艺流程,节省了能量。
用序批式反应器处理氨氮废水,试验结果验证了好氧反硝化的存在,好氧反硝化脱氮能力随混合液溶解氧浓度的提高而降低,当溶解氧浓度为0.5 mg/L时,总氮去除率可达到66.0%。
连续动态试验研究表明,对于高浓度氨氮渗滤液,普通活性污泥达的好氧反硝化工艺的总氮去除串可达10%以上。硝化反应速率随着溶解氧浓度的降低而下降;反硝化反应速率随着溶解氧浓度的降低而上升。硝化及反硝化的动力学分析表明,在溶解氧为0.14 mg/L左右时会出现硝化速率和反硝化速率相等的同步硝化反硝化现象。其速率为4.7mg/(L•h),硝化反应KN=0.37 mg/L;反硝化反应KD=0.48 mg/L。
在反硝化过程中会产生N2O是一种温室气体,产生新的污染,其相关机制研究还不够深入,许多工艺仍在实验室阶段,需要进一步研究才能有效地应用于实际工程中。另外,还有诸如全程自养脱氮工艺、同步硝化反硝化等工艺仍处在试验研究阶段,都有很好的应用前景。

⑹ 过氧化钠在酸性条件下处理工业废水中的CN-的方程式

过氧化钠在酸性条件下,先生成过氧化氢,
Na2O2+2H+=H2O2+2Na+

过氧过氢氧化氰化物生成氰酸盐
CN-+H2O2=CNO-+H2O

在加热时水解出氨和碳酸盐;加热时有氨气放出。
CNO-+2H2O=HCO3-+NH3

⑺ 焦化污水中CN- 是什么物质

你说的应该是焦化厂酚氰废水处理站处理,除去水中有害杂质主要有化学含氧 量(COD)、酚、氰(CN-)、氨氮(NH3-N)、油类、硫化物等类物质中的(CN-) 就是氰.

⑻ 废水中的氨氮怎么去除

吹脱法:吹脱法在含氨氮废水处理中应用比较常见,即向废水内通入气体,促使废水中溶解性气体以及易挥发性溶质气液进行充分接触,通过 pH
值的调节将废水内离子氨转化成分子氨,最后利用通入的空气或者蒸汽将其吹出,降低废水内氨氮含量;
化学沉淀法:应用化学沉淀法来进行废水脱氨氮,即向含氨氮废水投加适量的 Mg2+ 与 PO43- 药剂,促使其与废水内含有的NH4+
反应生成难溶复盐磷酸氨镁 MgNH4PO4·6H2O 结晶沉淀,最后对废水中剩余的氮磷进行回收处理;
离子交换法:应用离子交换法处理含氨氮废水,最为常见的就是以沸石作为交换载体,提高氨氮脱除率;
膜吸收法:1)反渗透处理氨氮废水的原理,即以超过溶液渗透压的压力作用,通过半透膜选择溶质的截留作用,对溶质和溶剂进行可靠分离,实际应用中具有能耗低、无污染、工艺先进以及维护简单等特点;
2)电渗析技术。通过设置外加直流电场,基于离子交换膜选择透过性特点,促使电解质溶液将离子分离出来;
生物处理法:硝化反硝化技术,传统生物硝化反硝化脱氮技术可以应用到含氨氮废水处理中,分为硝化和反硝化两个阶段

⑼ 废水处理方法之一是用氯气将废水中CN-氧化成CO2和N2 写出该反应的离子方程式

5Cl2+2cn- + 8oh- ===10cl- + n2 + 2co2 +4h2o

⑽ 污水处理站怎样处理含氰废水

处理含氰废水的方法
除了氯氧化法、二氧化硫-空气氧化法、过氧化氢氧化法、酸化回收法、萃取法已独立或几种方法联合使用于黄金氰化厂外,生物化学法、离子交换法、吸附法、自然净化法在国内外也有工业应用,由于报道较少,工业实践时间短,资料数据有限,本章仅对这些方法的原理、特点、处理效果进行简要介绍。
一、生物化学法
1、生物法原理
生物法处理含氰废水分两个阶段,第一阶段是革兰氏杆菌以氰化物、硫氰化物中的碳、氮为食物源,将氰化物和硫氰化物分解成碳酸盐和氨:
微生物
Mn(CN)n(n-m)-+4H2O+O2─→Me-生物膜+2HCO3-+2NH3
对金属氰络物的分解顺序是Zn、Ni、Cu、Fe对硫氰化物的分解与此类似,而且迅速,最佳pH值6.7~7.2。
细菌
SCN-+2.5O2+2H2O→SO42-+HCO3-+NH3
第二阶段为硝化阶段,利用嗜氧自养细菌把NH3分解:
细菌
NH3+1.5O2→NO2-+2H++H2O
细菌
NO2-+0.5O2→NO3-
氰化物和硫氰化物经过以上两个阶段,分解成无毒物以达到废水处理目的。
生物化学法根据使用的设备和工艺不可又分为活性污泥法、生物过滤法、生物接触法和生物流化床法等等,国内外利用生物化学法处理焦化、化肥厂含氰废水的报导较多。
据报道,从1984年开始,美国霍姆斯特克(Homestake)金矿用生物法处理氰化厂废水,英国将一种菌种固化后用于处理2500ppm的废水,出水CN-可降低到1ppm,是今后发展的方向。
微生物法进入工业化阶段并非易事,自然界的菌种远不能适应每升数毫克浓度的氰化物废水,因此必须对菌种进行驯化,使其逐步适应,生物化学法工艺较长,包括菌种的培养,加入营养物等,其处理时间相对较长,操作条件严格。如温度、废水组成等必须严格控制在一定范围内,否则,微生物的代谢作用就会受到抑制甚至死亡。设备复杂、投资很大,因此在黄金氰化厂它的应用受到了限制。但生物化学法能分解硫氰化物,使重金属形成污泥从废水中去除,出水水质很好,故对于排水水质要求很高、地处温带的氰化厂,使用生物法比较合适。
2、生物法的应用情况
国外某金矿采用生物化学法处理氰化厂含氰废水。首先,含氰废水通过其它废水稀释,氰化物含量降低到生化法要求的浓度(CN-<10.0mg/L)、温度(10℃~18℃,必要时设空调),pH值(7~8.5)然后加入营养基(磷酸盐和碳酸钠),废水的处理分两段进行,两段均采用Φ3.6×6m的生物转盘,30%浸入废水中以使细菌与废水和空气接触,第一段用微生物把氰化物和硫氰化物氧化成二氧化碳、硫酸盐和氨,同时重金属被细菌吸附而从废水中除去,第二段包括氨的细菌硝化作用,首先转化为亚硝酸盐,然后被转化为硝酸盐,第一段采用事先经过驯化的,微生物从工艺水中以两种适应较高的氰化物和硫氰化物的浓度。第二段采用分离出来的普通的亚硝化细菌和硝化细菌,被附着在转盘上的细菌的浮生物膜吸附重金属并随生产膜脱落而被除去,通过加入絮凝剂使液固两相分开,清液达标排放,污泥排放尾矿库。该处理装置处理废水(包括其它废水)800m3/h,每个生物转盘直径3.6m,长6m。由波纹状塑料板组成。该处理厂总投资约1000万美元,其处理指标见表10-1。
表10-1 生物化学法处理含氰废水效果
废水名称 废水各组份含量(mg/L)
总CN- CN- SCN- Cu
处理前 3.67 2.30 61.5 0.56
处理后 0.33 0.05 0.50 0.04
3、生物化学法的特点
(一)优点
生物法处理的废水,水质比较好,CN-、SCN-、CNO-、NH3、重金属包括Fe(CN)64-均有较高的去除率,排水无毒,尤其是能彻底去除SCN-,是二氧化硫-空气法、过氧化氢氧化法、酸化回收法等无法做到的。
(二)缺点
1)适应性差,仅能处理极低浓度而且浓度波动小的含氰废水,故氰化厂废水应稀释数百倍才能处理,这就扩大了处理装置的处理规模,大大增加了基建投资。
2)温度范围窄,寒冷地方必须有温室才能使用。
3)只能处理澄清水,不能处理矿浆。
二、离子交换法
1950年南非开始研究使用离子交换法处理黄金行业含氰废水。1960年苏联也开始研究,并在杰良诺夫斯克浮选厂处理含氰废水并回收氰化物和金。
1970年工业装置投入运行,取得了较好的效果,1985年加拿大的威蒂克(Witteck)科技开发公司开发了一种处理含氰废水的离子交换法,不久又成立了一个专门推广该技术的公司,叫Cy-tech公司,离子交换法处理进行研究,取得了许多试验数据,并已达到了工业应用的水平。
1、离子交换法的基本原理
离子交换法就是用离子交换树脂吸附废水中以阴离子形式存在的各种氰化物:
R2SO4+2CN-→2R(CN)2+SO42-
R2SO4+Zn(CN)42-→R2Zn(CN)4+SO42-
R2SO4+Cu(CN)32-→R2Cu(CN)3+SO42-
2R2SO4+Fe(CN)64-→R4Fe(CN)6+2SO42-
Pb(CN)42-、Ni(CN)42-、Au(CN)2-、Ag(CN) 2-、Cu(CN)2-等的吸附与上述类似,硫氰化物阴离子在树脂上的吸附力比CN-更大,更易被吸附在树脂上。
R2SO4+2SCN-→2RSCN
在强碱性阴离子交换树脂上,黄金氰化厂废水中主要的几种阴离子的吸附能力如下:
Zn(CN)42->Cu(CN)32->SCN->CN->SO42-
树脂饱和时,如果继续处理废水,新进入树脂层的Zn(CN)42-就会将其它离子从树脂上排挤下来,使它们重新进入溶液,但即使继续进行这一过程,树脂上已吸附的各种离子也不会全部被排挤下来,各种离子在树脂上的吸附量根据各种离子在树脂上的吸附能力以及在废水中的浓度不同有一部分配比。对于强碱性树脂来说,这种现象十分明显,具体表现在流出液的组成随处理量的变化特性曲线上。各组分当被吸附力强于它的组分从树脂上排挤下来时,其流出液浓度会出现峰值。
不同的弱碱树脂具有不同的吸附特性。因此,对不同离子的吸附力也有很大差别,研究用离子交换法处理含氰废水的一个重要任务就是去选择甚至专门合成适用于我们要处理的废水特点的树脂,否则树脂处理废水的效果或洗脱问题将难以满足我们的需要。难以工业化应用。
2、离子交换法存在的问题及解决途径
离子交换法存在的问题主要是树脂的中毒问题,主要是吸附能力强于氰化物离子的硫氰化物、铜氰络合物和铁氰络合物。由于上述物质吸附到树脂上,使树脂的洗脱变得较为复杂甚至非常困难。
(一)硫氰化物
对于大部分金氰化厂来说,废水中含有100mg/L以上的SCN-,其中金精矿氰化厂废水SCN-高达800mg/L以上,由于强碱性阴离子交换树脂对SCN-的吸附力较大,而且SCN-的浓度如此之高,使树脂对其它应吸附而从废水中除去的组分的吸附量大为降低,如Zn(CN)42-、Cu(CN)32-,同时,由于SCN-的饱和,会使CN-过早泄漏,导致离子交换树脂的工作饱和容量过低。例如,当废水中SCN-350mg/L时,其工作饱和容量(指流出液中CN-≤0.5mg/L条件)仅20倍树脂体积,而且SCN-难以从树脂上通过简单的方法洗脱下来,这就限制了具有大饱和容量的强碱性阴离子交换树脂的应用,而弱碱性阴离子交换树脂饱和容量最高不过强碱性树脂的一半,从处理洗脱成本考虑,也不易使用,可见较高的SCN-浓度给离子交换树脂带来很大麻烦。如果从树脂上不洗脱SCN-,那么流出液CN-不能达标,即使不考虑CN-的泄漏,树脂对其它离子的工作容量也减少。
(二)铜
尽管树脂对Cu(CN)32-的吸附力不如Zn(CN)42-大,但它的浓度往往较高,在强碱树脂上的饱和容量约8~35kg/m3,甚至更高,但用酸洗脱树脂上的氰化物时,铜并不能被洗脱下来,而是在树脂上形成CuCN沉淀,为了洗脱强碱树脂上的铜,必须采用含氨洗脱液洗脱,使铜溶解,形成Cu(NH3)42-或Cu(NH3)2+而洗脱下来,这就使工艺复杂化,尤其是洗脱液的再生也不够简便。
(三)亚铁氰化物离子
Fe(CN)64-尽管在树脂上吸附量不大,但在用酸洗脱树脂上氰化物和锌时,会生成Zn2Fe(CN)6、Fe2Fe(CN)6、Cu2Fe(CN)6沉淀物,而使树脂呈深绿至棕黑色,影响树脂的再生效果,如果专门洗脱Fe(CN)64-,尽管效果好,可是,洗脱液再生等问题均使工艺变得更长,操作更复杂。
3、技术现状
根据国产强碱树脂的上述特点,提出二种工艺:一是用强碱性阴离子处理高、中浓度含氰废水,旨在去除废水中的Cu、Zn,废水不达标但由于Cu、Zn的大为减少而有宜于循环使用。二是用强碱性树脂处理不含SCN-或SCN-浓度100mg/L以下的废水,回收氰化物为主,处理后废水达标外排。例如,在金精矿烧渣为原料的氰化厂用离子交换法处理贫液。把离子交换法用于这两方面在技术和经济上估计比用酸化回收法优越。最好的办法是开发易洗脱再生的新型树脂,国外的许多开发新型树脂的报导介绍了吸附废水中Fe(CN)64-、而且较容易被洗脱下来的树脂,近年来,由于越来越重视三废的回收,使人们十分重视使用离子交换法处理废水使其达到排放标准同时使大多数氰化物得以回收并重新使用这类课题。
加拿大Witteck开发公司开发出的一种氰化物再循环工艺就是其中比较有代表性的一例,该公司为此成立了一个Cy-tech公司专门推销这种工艺装置。一份报导介绍,该工艺用于处理锌粉置换工艺产生的贫液,使用强碱性阴离子交换树脂吸附重金属氰化物,当流出液CN-超标时对树脂进行酸洗,使用硫酸自下而上通过树脂床即可使树脂上的重金属和氰化物被洗脱下来,其重金属以阳离子形式存在于洗脱液中,洗脱液用类似于酸化回收法的装置回收HCN,然后大部分洗脱液进行再生并重复用于洗脱。回收的NaCN用于氰化工段,少量洗脱液经过中和沉淀出重金属离子后外排。据称这种方法也可用于处理炭浆厂的尾浆,其工艺和树脂矿浆法十分类似。Cy-tech公司认为该工艺经改进后也可消除尾矿库排水中残余氰化物及其它重金属,该报导无详细数据、资料以及树脂的型号。
另一报导称,这项工艺的关键是在废水进入离子交换柱前,先完成一个化学反应(使游离CN-形成Zn(CN)42-),并在化学反应中应用一种催化剂,有关人士解释说,如果没有这个反应,废水就不得不通过若干个交换柱提出那些无用的分子,从而增加了系统的成本和复杂性。
采用一段顺流吸附装置处理效果是CN-<0.5mg/L、各种重金属的总和小于1mg/L,处理能力约720加仑/h,树脂量约36加仑。
该试验装置大约需要处理3500加仑废水才能使一个交换柱饱和,每隔一天对交换柱进行一次解吸,每月最大产渣量(重金属沉淀物)也可装入1只45加仑的桶中,其废水按所给数据估算重金属总含量不大于50mg/L,估计重金属绝大部分是锌粉置换产生的Zn(CN)42-,该工艺装置的投资与其它处理装置相当。能在一年多的时间里靠回收氰化物而收回全部投资,该工艺由Cy-tech公司开始转让。但无工业应用的详细报导。
我国对离子交换法处理氰化厂含氰废水的研究主要有两个目的,一是解决氰化—锌粉置换工艺产生贫液的全循环问题,即从贫液中除去铜和锌,为了达到较高的吸附容量,通常使用强碱性阴离子交换树脂, 当废水中铜、锌含量分别为140、100mg/L时,强碱树脂的工作吸附容量不小于15kg/m3和6.5kg/m3。饱和树脂经酸洗回收氰化物并能洗脱部分锌,然后用另一种洗脱剂洗脱铜,树脂即可再生,而铜的洗脱剂需经再生方可重复使用,由于工艺较长目前尚无工业应用。
含氰废水→过滤→离 子 交 换→(低浓度含氰废水)返回浸出或处理

(饱和树脂)回收氰化物
↓ 再生树脂返回使用
洗脱重金属

重金属回收

图11-1离子交换法回收氰化物工艺

当然如果废水中铜和SCN-极低时,树脂的再生仅通过酸洗就
可完成,此条件下可保证离子交换工艺出水达标。无论是国内还是国外,其离子交换工艺原则流程大致相同,见图11-1。
4、离子交换法的特点
(一)优点:
1)当废水中CN-低于酸化回收法的经济效益下限时,采用离子交换法由于氰化物和贵金属具有较好的经济效益,其处理效果优于酸化法,当废水组成简单时可排放。
2)投资小于酸化回收法
3)与酸化回收法相比,该方法药耗、电耗小,金回收率高。
(二)缺点:
1)当废水中SCN-含量高时,洗脱困难,树脂的容量受到影响,处理效果变差,离子交换法的应用范围受SCN-很大影响。
2)在洗脱氰化物过程中,很难洗脱铜,故需专门的洗脱方法和步骤,使工艺复杂化。
3)在酸洗过程中,Fe(CN)64-会在树脂颗粒内形成重金属沉淀物而使树脂中毒。
4)对操作者的素质要求高。
三、吸附—回收法
前面已谈过,离子交换为化学吸附,吸附力较强,故解吸困难,解吸成本高。近来,国外开发了用吸附树脂、活性炭做吸附剂,从含氰矿浆或废水中回收铜和氰化物的技术,已完成了半工业试验。
1、吸附树脂吸附—回收法
西澳大利亚一炭浸厂对液相中铜、氰化钠浓度分别为85、158mg/L之氰尾进行了吸附─回收法半工业试验,采用法国地质科学研究所开发的V912吸附树脂,处理能力为10m3/d,处理后尾浆液相中游离氰化物(CN-)浓度小于0.5mg/L。饱和树脂分两级洗脱再返回使用,用金属洗脱剂洗重金属,用硫酸洗脱氰化物,洗脱液用与酸化回收法类似的方法回收氰化物。
试验表明,当铜浓度增加时,处理成本增加较大。
以半工业试验结果推算,建一座年处理能力100万吨的装置,在铜、氰化钠浓度分别为100、300mg/L条件下,设备费为250万加元。年回收铜122t,氰化钠377t,年洗脱树脂1700t次,洗脱每吨树脂的消耗如下(单位:t):

H2SO4攭NaOH Na2S 水 动力
0.5 0.453 0.048 17.5m3 12.3kwh
2、活性炭吸附—回收法
活性炭具有吸附废水中重金属和氰化物的特性,这早已人所共知,国外早在十年前就有金矿试验用来处理贫液中铜等杂质,使贫液全循环,但没能解决洗脱再生问题。
近年来,西澳大利亚一个炭浆厂完成了用洗性炭从浸出矿浆中回收铜和氰化物的半工业试验,采用加温解吸法选择性解吸铜,含铜解吸液在酸性条件下沉淀氰化铜,再把氰化铜用硫酸氧化为硫酸铜出售。酸性水中的HCN用碱性解吸液吸收再用于解吸工艺中。
铜是氰化过程增加氰化物耗量的一个较大因素,从浸出矿浆中回收铜和氰化物不但避免了铜对浸出的影响,提高了金的浸出率,而且减少了氰化物的消耗,具有一定的经济效益,这一技术在特定的条件下可用来做为贫液全循环工艺中的去除铜措施。
四、自然净化法
黄金氰化厂除少数收购金精矿进行提金然后把氰渣做硫精矿出售而不设尾矿库外,绝大部分矿山建有较大容量的尾矿库(池)。氰化厂废水在其内停留时间一般在1~3天,有个别尾矿库,废水可停留十天以上。由于曝气、光化学反应,共沉淀和生物作用,氰化物的浓度逐渐降低,这种靠尾矿库(池),降低氰化物含量的方法称为自然净化法。目前绝大部分氰化厂都把尾矿库自然净化法做为除氰的一种辅助手段,经废水处理装置处理后的废水再经尾矿库进行二级处理,排水氰含量进一步降低,由于这种方法没有处理成本问题(尾矿库的建设是为了沉降悬浮物和贮有尾矿),故对人们有很大的吸引力,甚至有些氰化厂建立了专门的自然净化池以期使自然净化法的处理效果更好,如何提高自然净化法的处理效果,把目前做为辅助处理方法的自然净化法单独用来处理含氰废水?这是一项很有意义的科研工作,许多科研人员都在深入研究这一课题。
1、自然净化法的特点
由于使用自然净化法的氰化厂不多,可靠的数据有限,其特点尚未充分暴露出来。
(一)优点
1)不使用药剂,处理成本低。
2)与其它方法配合,可做为一级处理方法也可做为二级处理方法,可灵活使用。
3)无二次污染。
(二)缺点
1)对尾矿库要求高,必须不渗漏,汇水面积要大。
2)受季节、气候影响大,在寒冷地区效果差。
2、自然净化法原理
已完成的研究表明,自然净化法至少是曝气、光化学反应、共沉淀和生物分解四种作用的叠加。自然,影响自然净化法效果的因素也就是上述四种作用之影响因素的叠加。
(一)曝气
含氰废水与大气接触,大气中的SO2、NOx、CO2就会被废吸收,使废崐水pH值下降。
CO2+OH-→HCO3-
SO2+OH攩-搅→HSO3-
随着废水pH值的下降,废水中的氰化物趋于形成HCN:
CN-+H+→HCN(aq)
亚铁氰化物会与重金属离子形成沉淀物这一反应促使重金属氰化物的解离,以Zn(CN)42-为例:
Zn(CN)42-+Fe(CN)64-+4H+→Zn2Fe(CN)6↓+4HCN(aq)
由于空气中HCN极微,废水中的HCN将倾向于全部逸入大气中,从动力学角度考虑,HCN的逸出速度受如下因素影响:
1)废水温度,废水温度高,HCN蒸气分压高,有利于HCN逸出,而且水温高,水的粘度小,液膜阻力减少。
2)风力,尾矿库上方风力大,水的扰动剧烈,气—液接触面积增大,酸性气体和HCN在气相扩散速度加快,水体内HCN的液相扩散也加快,酸性气体与水的反应加快。
3)尾矿库汇水特性
尾矿库汇水面积大,水层浅,使单位体积废水与空气接触表面增大,风力对水体的搅动效果增大,有利于HCN的逸出和酸性气体的吸收。
4)废水组成
废水中重金属含量高时,HCN的形成和逸出由于受络合物解离平衡的限制,速度明显变慢。
5)废水pH值
废水pH值低,有利于重金属氰络物的解离和HCN的形成。
HCN全部从水中逸出需要较长时间,其道理与酸化回收相似,在1m深的水层条件下,表层氰化物浓度为0.5mg/L时,底层氰化物浓度15mg/L,可见HCN逸出之难度。
在曝气过程中,空气中的氧不断地溶于废水中,其传质速率也受液相扩散阻力的影响,表层溶解氧浓度高,底部浓度低,溶解氧进入液相后,与氰化物发生氧化反应:
2Cu(CN)2-+0.5O2+3H2O+2H+→2Cu(OH)2↓+4HCN
2CN-+O2→2CNO-
CNO-+2H2O→CO32-+NH4+
含氰废水在尾矿库内,还会发生水解反应,生成甲酸铵,废水温度越高,反应速度越快:
HCN+H2O=HCO-ONH4
这些反应的总和就是曝气的效果,为了提高曝气效果,必须提高废水温度,废水与空气的接触表面积,增大水体的搅动程度,这样才能保证HCN迅速逸入空气而氧迅速溶解于废水中并和氰化物反应,曝气法受季节地域影响较大。
(二)光化学反应
废水中的各种氰化物在阳光紫外线的照射下,发生如下反应:
Fe(CN)64-+H2O→Fe(CN)53-·H2O+CN-
4Fe(CN)64-+O2+2H2O→4Fe(CN)63-+4OH-
4Fe(CN)64-+12H2O→4Fe(OH)3↓+12HCN+12CN-
亚铁氰化物和铁氰化物离子在光照下分解出游离氰化物,文献介绍在3~5小时的光照时间里,60%~70%的铁氰化物分解、80%~90%的亚铁氰化物分解。由于分解出的氰化物不会很快地被氧化,因而会造成水体氰化物含量增高,这就是地表水水质指标中要求用总氰浓度的原因之一。
分解出的游离氰化物不断地被氧化,水解以及逸入空气中,达到了降低废水中氰化物浓度的目的。
逸入空气中的HCN,在阳光紫外线作用下,与氧发生反应。
HCN+0.5O2→HCNO
夏季,反应时间约10分钟,冬季约1小时,从这点看,HCN的逸出不会影响大气的质量,许多焦化厂利用曝气法处理含氰废水,其氰化物挥发量比黄金行业多,而且大部分工厂位于城市,并未闻发生污染事故。
光化学反应与气温和光照强度有关,因此,夏季除氰效果远比冬季好。
(三)共沉淀作用
废水中亚铁氰化物还会形成Zn2Fe(CN)6、Pb2Fe(CN)6之类的沉淀,与Cu(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3、CaSO4等凝聚在一起,沉于水底从而达到了去除重金属和氰化物的效果,沉淀效果受pH值和废崐水组成的制约,pH值低时效果好。
(四)生物化学反应
当尾矿库废水氰化物浓度很低时,废水中的破坏氰化物的微生物将逐渐繁殖起来,并以氰化物为碳、氮源,把氰化物分解成碳酸盐和硝酸盐。
生物化学作用受废水组成和温度影响,如果氰化物浓度高达100mg/L,那么微生物就会中毒死亡,如果温度低于10℃,则微生物不能繁殖,生化反应也不能进行。
综上所述,自然净化法的效果受地理位置(南、北方、高原、平原)、天气(阴、晴、气温、风力)、尾矿库(汇水面积、水深、水流速度)微生物,废水组成(pH、氰化物浓度、重金属浓度)废水在尾矿库内停留时间等诸因素的影响。至崐于上述因素对曝气、光化学反应,共沉淀以及生化反应的影响程度,以及这四种除氰途径哪个作用大,目前尚无定量的数据可供参考。某研究所提出的氰化物自净数学模型如下:
C=C0e-kt
其中,k为常数,单位:小时;t为自然净化时间(小时),C、C0分别为某时某刻氰化物浓度和原始氰化物浓度。当温度在10~30℃范围内时,式中k值在0.005~0.01范围,由于k值仅反应了温度,没有反应其它众多的因素,故无多大应用价值。
正因为自然净化法受许多因素制约,其处理效果并不稳定,如果进入尾矿库的崐废水氰化物浓度低(<10mg/L)、废水在尾矿库停留时间长,排水有可能达标,大部分氰化厂把尾矿库做为二级处理设施。然而近年来,由于氰化物处理费用增高,一些氰化厂正探索用尾矿库做为氰化物的一级处理设施。
3、自然净化法的实践
某全泥氰化厂尾矿库建在较厚(2~5m),黄土层的沟内,废水无渗入地下水的可能,该地区干燥少雨,年蒸发水量大于降雨量,故尾矿库无排水,氰化物在尾矿库内自然净化,不再采用其它方法处理,节省了大量药剂、费用,降低了选矿成本。
某全泥氰化厂尾矿库不渗漏,含氰化物尾矿浆直接排入尾矿库,经自然净化再进行二级处理,使其达标排放,由于二级处理的是澄清水,而且氰化物浓度有较大的降低,故处理成本大幅度下降,处理效果好。
某浮选—氰化—锌粉置换工艺装置,其贫液用酸化回收法处理后,残氰在5~20mg/L经浮选废水(浆)稀释后,氰化物含量在0.5~2范围,进入尾矿库自然净化,外排水CN-<0.5mg/L。
某氰化厂采用酸化回收法处理贫液,其酸性废水含氰5~10mg/L,在2m深的废水池内,经20天的自然净化,氰化物降低到0.5mg/L。

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