Ⅰ 含氰废水处理 如何降低氰离子
采用碱性氯化法,分二阶段破氰,
第一阶段为不完全氧化将氰氧化成氰酸盐:
CN+OCl+H2O——CNCl+2H
CNCl+2OH——CNO+Cl+H2O
CN与OCl反应首先生成CNCl,再水解成CNO;其反应速度取决于pH值、温度和有效氯浓度,pH值越高,水温越高,有效氯浓度越高则水解的速度越快高, CNO的毒性仅为CN毒性的千分之一;
第二阶段为完全氧化阶段——将氰酸盐进一步氧化分解成二氧化碳和氮气:
2CNO+3ClO+H2O——2CO2+N2 +3Cl+2OH;
采用次氯酸钠或液氯,投加量:第一阶段 CN:Cl2=1:3~4;第二阶段 CN:Cl2=1:4;两阶段合计 CN:Cl2=1:7~8
第一级破氰时先将废水PH值调到10-11.5,然后加NaClO氧化,ORP电位控制在300-350mV。
此过程反应时间控制在15min左右(若PH大于11.5,此反应1min即可)。
第二级破氰:将废水PH值调低到7-7.5,ORP控制在650mV以上,若未达到该值则应继续加入NaClO氧化。此过程应该强搅拌。反应过程15min左右。
Ⅱ 废水氧化处理法的氯类氧化剂处理法
应用氯化处理法时,液氯或气态氯加入水中,迅速发生水解反应而生成次氯酸(HOCl),次氯酸在水中电离为次氯酸根离子(OCl-)。次氯酸、次氯酸根离子都是较强的氧化剂。分子态次氯酸的氧化性能比离子态次氯酸根离子更强。次氯酸的电离度随pH值的增加而增加,当pH值小于2时,水中的氯以分子态存在;pH值为3~6时,以次氯酸为主;pH值大于7.5时,以次氯酸根离子为主;pH值大于9.5时,全部为次氯酸根离子。因此,在理论上氯化法在pH值为中性偏低的水溶液中最有效。
用各种次氯酸盐作氧化剂都是利用它在水溶液中电离和水解形成的次氯酸离子和次氯酸的氧化性能。 氯化法处理含氰废水是废水处理中一个实用的典型例子。由于氰基是以共价键相结合,结合键能高达225千卡/摩尔,所以不易分解,因而常利用强氧化法促使其分解破坏。在实际应用中,一般是采用碱性氯化法。使用液氯或氯气时其基本离子反应式如下:
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)
反应(1)在任何pH值的条件下发生,并且几乎是瞬时的。为了使有毒的氯化氰(CNCl)能及时按反应 (2)转变成氰酸盐,需要将废水的pH值调整到10.5以上,在这种条件下反应可在几分钟内完成。虽然在局部氧化阶段形成的氰酸盐的毒性仅为原来氰化物的千分之一,但是,通常还要进一步按反应 (3)将氰酸盐氧化分解为氮和二氧化碳,若保持废水pH值为7.5~8.0,则完成完全氧化反应约需要10~15分钟。
氯化法也广泛用于处理含酚废水,但由于氯的消耗量很大,并容易形成氯酚,释放出强烈的臭味,所以不是完善的处理方法。在低pH值的条件下,酚不能全部破坏,更易形成氯酚。为此,氯化前必须用石灰调整pH值,使氯化后的水的pH值为7~10。
氯在许多种工业废水处理中不仅是氧化剂,而且能影响胶体微粒的电荷,促进絮凝作用,提高颗粒沉淀和油类漂浮的效率。羊毛漂洗废水用氯化法处理可以破坏废水中的乳化剂,使悬浮固体和乳化的脂肪酸沉淀。经氯化预处理后,羊毛油脂乳化液被迅速分离,可去除80~90%的BOD,95%的悬浮固体和油脂。这种方法投氯量大,费用较高,但可回收70%的油脂。
工业废水中如含有大量的氨或蛋白质、氨基酸等有机氮化合物,用氯化法处理会形成氯胺或相应的有机衍生物,使氯的消耗量很大。这样,氯化法就不经济了。
在城市污水处理中,常常用少量的氯对污水进行预氯化。对污水处理厂的出水进行后氯化。预氯化可防止沉淀池和其他处理设备腐蚀,促进絮凝和沉淀,抑制采用活性污泥法处理污水过程中的丝状菌和真菌的繁殖,避免污泥膨胀,并可阻止硫化氢的形成,控制整个处理厂的臭味。此外,还可防止在消化池中形成酸和泡沫,从而有助于污泥消化。后氯化可以杀菌和减少BOD。这种处理对工业废水往往也起作用。
二氧化氯(ClO2)是亚氯酸钠和氯气或盐酸反应的产物。
2NaClO2+Cl2─→2ClO2+2NaCl
5NaClO2+4HCl─→4ClO2+5NaCl+2H2O为使反应完全,盐酸和氯气的用量必须分别超过理论值的2.5倍和1.0~1.5倍。二氧化氯在酸性溶液中氧化能力超过氯气,它与氯气相比,能在较宽的pH值范围内快速反应,对杀灭芽孢最为有效,适宜处理医院污水;废水中如含有酚和含氮化合物,不会形成氯酚、氯胺和其他衍生物。二氧化氯在水中保持残留量的时间比氯短,比臭氧长。它对酚有很强的氧化降解能力,可用于处理含酚废水。 生物接触氧化法以其处理效率高,动力消耗少,有机负荷承受能力强,运行管理简便等特点,正广泛应用于各种工业废水的处理工艺中,成为好气性生物处理的主要方法之一。它利用固着在填料(也称载体)上的生物膜吸附废水中的有机物,并加以氧化分解,从而使污水净化。目前国内采用的填料主要是软性填料或半软性填料,供气方式一般采用填料下多孔曝气或微孔曝气。接触氧化法较传统的活性污泥法管理方便,污泥膨胀现象发生少,耐有机负荷冲击力较强,但是,远行中不等于不要管理。
接触氧化法处理工业废水运行较正常的不多,其原因有二,其一是设计方面的失误,其二是缺乏管理技术。有些单位在运转中无原始记录,无监测手段;有些单位供气量是固定的,流量不调整,营养物质不分折;有些单位挂膜,脱膜情况不检查,冲气堵塞无人管,有些单位开机是“三天打鱼,两天晒网”,总之一句话是不会管理,结果是水质处理效果差甚至无效果,相反地浪费能耗,挫伤积极性。因此,加强接触氧化池的管理是十分重要的。 要使它真正发挥效能,必须抓好以下几项工作:
挂膜必须成功
填料挂膜是首要环节,如果挂膜不成功,水处理就无效果。挂膜好,微生物生长繁殖快,新陈代谢良性循环,水处理就会有效果。所谓挂膜就是使载体上形成生物膜。生物膜是由微生物群体组合的粘状物,主要是由垂丝状菌胶团和较多的丝状菌组成。挂膜前必须选好菌种,一般均采用接种方法,可引进同类型水质处理的菌种。这种方法挂膜周期短,适应性强,成本低。引进的菌种一般可为池容积的1/30(菌种含水率98%),池中再加入池容积的1/4工业废水,然后注满清水或河水,以小风量先闷曝数小时,测其COD,DO,NH3桸,pH,检镜,池中COD保持在300~400Mg/1左右,NH3保持在10mg/1左右,营养不足可加入工业葡萄糖(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,根据DO的情况随时调整曝气量。但风量不宜过大,以防止挂膜困难。
一般在24小时后,可适当排掉上清液1/5左右加入工业废水,目的是降低成本,同时使微生物逐渐适应水质(每天可换水1~次),然后再闷曝,并根据测试数据补充营养,当填料上生成极薄的生物膜时,取下在显微镜下就可看到透明稀薄的菌胶团和游离细菌,还可观察到少量原生动物为豆形虫,盖纤虫等;随着营养的不断提供,生物膜不断增厚,(一般5天),这时可向池中连续小流量进工业废水,并做好各项数据的测试(每班不得少于两次分析),当生物膜厚度增长到300~400微米时,原生动物的种类和数量急剧增加,并以纤毛类为主,丝状菌也大量出现,这时流量可逐渐增加到设计要求,COD的去除率达到50%左右,进入正常运转时期。
Ⅲ 氧化还原法原理
氧化还原法原理
氧化还原法是通过氧化还原反应将废水中的溶解性污染物质去除的方法。 化学反应中,失去电子的过程叫氧化,失去电子的物质称还原剂,在反应中被氧化,得到电子的过程叫还原,而得到电子的物质叫氧化剂,在反应中被还原。每个物质都有各自的氧化态和还原态,其氧化还原电 位的高低决定了该物质的氧化还原能力。 废水的氧化还原处理法又可分为氧化法和还原法两类。
常用的氧化剂:空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠、二氧化氯、三氯化铁、过氧化氢和 电解槽的阳极等。
1、氯氧化法
原理:
氯氧化法采用氯系氧化剂,如次氯酸钠、漂白粉和液氯等,主要用于去除废水中的氰化物、硫化物、酚、 醇、醛、油类以及对废水进行脱色、脱臭、杀菌等处理。
2、臭氧氧化法
(1)臭氧的特性
臭氧是一种强氧化剂,其氧化能力仅次于氟,比氧、氯及高锰酸盐等常用的氧化剂都高。在理想的反应条 件下,臭氧可以把水溶液中大多数单质和化合物氧化到它们的最高氧化态,对水中有机物有强烈的氧化降 解作用,还有强烈的'消毒杀菌作用。
臭氧的性质主要有: ①不稳定性;②溶解性;③毒性;④氧化性;⑤腐蚀性。
(1)臭氧氧化的接触反应装置
废水的臭氧处理是在接触反应器中进行,为了使臭氧与水中充分反应,应尽可能使臭氧化空气在水中形成 微小气泡,并采用气液两相逆流操作,以强化传质过程。常用的臭氧化空气投加设备有多孔扩散器、乳化 搅拌器、射流器等。
(2)臭氧处理工艺设计
设计内容主要有两方面:一是臭氧发生器型号和台数的确定,确定的依据是臭氧投加量,臭氧化空气中臭 氧的浓度和臭氧发生器工作的压力,二是臭氧布气装置和接触反应池容积的确定,确定的依据是布气装置 性能和接触反应时间,一般为5~10 分钟。
(3)臭氧在废水处理中的应用发展很快,近年来,随着一般公共用水污染日益严重,要求进行深度处理,国 际上再次出现了以臭氧作为氧化剂的趋势。臭氧氧化法在水处理中主要是使污染物氧化分解,用于降低 BOD.COD,脱色,除臭、除味、杀菌、杀藻、除铁、锰、氰、酚等。
(4)臭氧氧化法的优缺点
优点:氧化能力强,对脱色、除臭、杀菌、去除有机物和无机物等效果,无二次污染,制备臭氧只用空气 和电能,操作管理方便;
缺点:投资大,运行费用高。
3、过氧化氢氧化法
过氧化氢价格较高,单独使用时氧化反应过程过于缓慢,所以目前多利用投加催化剂的方法以促进氧化过 程。常用的催化剂有硫酸亚铁、络合铁、铜、锰、天然酶或芬顿试剂等。过氧化氢与二价铁离子作用,能 产生羟基自由基,其氧化能力仅次于氟,能使许多难于生物降解及一般化学氧化法难于氧化的有机物氧化 分解。
4、光氧化法
目前由光分解和化学分解组合成的光催化氧化法已成为废水处理领域中的一项重要技术。常用光源为紫外 光,常用氧化剂有臭氧和过氧化氢等。紫外光和臭氧法是光催化氧化法中比较成功的一种,能有效地去除 水中卤代烃、苯、醇类、酚类、醛类、硝基苯、农药和腐殖酸等有机物以及细菌和病毒等,而且在处理过 程中不会产生二次污染。
5、湿式氧化法
在高温(150~350℃)和高压(0.5~20MPa)的操作条件下,以氧气和空气作为氧化剂,将废水中的有机物转化 为二氧化碳和水的过程称为湿式氧化法。
(1)原理
在高温和高压下,水及氧气的物理性质都发生了变化,在100℃以内,氧的溶解度随温度升高而降低,但 当温度大于150℃时,氧的溶解随温度升高而增大,而且氧在水中的传质系数也增大。湿式氧化过程主要 有两个过程:空气中的氧从气相到液相的传质过程以及溶解氧与基质之间的化学反应。
(2)湿式氧化法的应用
目前,湿式氧化法主要应用在两大方面:一是进行高浓度难降解有机废水生化处理的预处理,以提高可生 化性,二是用于处理有毒有害的工业废水。
(3)特点
湿式氧化法由于系统设备复杂,投资大,操作管理难和运行费用高等原因而未能广泛应用。
6、电解法
(1)原理
电解法就是利用电解原理处理废水的方法。在废水的电解处理过程中,因阴极与电源负极相连,放出电子, 废水中的阳离子则在阴极上得到电子而被还原,阳极与电源正极相连,得到电子,废水中的阴离子则在阳 极上失去电子而被氧化。因此,废水中的有害物质在电极上发生了氧化还原反应,生成了新的物质,新的 物质则过沉积在电极表面或沉淀于水中或转化为气体而被去除。
(2)法拉第电解定律
电流通过电解质溶液时,在电极上发生化学反应的物质的量与通过的电量成正比,在电极上析出或溶解 1mol 的任何物质时,都需要96500 库仑的电量,这就是法拉第电解定律。
(3)电解法在废水处理中的应用
利用废水中物质通过电解后能沉积在电极表面的特点,处理贵重金属废水,同时又能回收纯度较高的贵重 金属,如含银、含汞废水的电解处理。利用废水中的物质通过电解后能沉积于水中的特点,处理重金属有 毒废水,此时,一般以铁、铝为电极,极板溶解下来的铁、铝离子兼有混凝作用,有助于沉淀分离,如含 铬废水的电解处理。利用废水中物质通过电解后生成气体的特点,处理非金属有毒废水,如含氰、含酚废 水的处理。电解法处理含氰废水时,一般采石墨作为电极,当不加食盐电解质时,CN-首先在阳极被氧化 为CNO-,然后CNO-再被氧化为无毒的二氧化碳和氮气,同时也有部分CNO-转化为氨离子。若投加食盐 后,不但增加了废水的导电性,降低了电解电压,电解反应也发生了变化,首先水中的氯离子被氧化为具 强氧化性的游离性氯,然后游离性氯再将CN-和CNO-氧化为无毒的二氧化碳和氮气,从而加速了电解反应。
(4)电解槽的结构形式和极板
电解槽多采用矩形,槽内水流为折流式,有回流式和翻腾式两种布置形式,其中水流在水平方向折流的称 为回流式,水流在上下方向折流的为翻腾式。回流式水流程长,容积利用率高,但施工和检修困难。翻腾 式的极板为悬挂式,可减少漏电现象发生。在工程应用中,应定期倒换电极,以减少电极钝化,保证电解 反应正常进行,倒换时间与废水性质有关,应由试验确定。
(5)微电解
目前在废水处理中也采用微电解,与电解的区别是工艺过程中不需要外接电源。原理是,铁和碳在废水中 形成无数个微电池,铁是阳极,碳是阴极,在酸性条件下发生电化学反应,从而去除部分COD
;Ⅳ 含氰废水处理安全注意事项
含氰废水处理 1.1 酸化法
酸化法是金矿和氰化电镀厂处理含氰污水的传统方法。早在1930年国外某金矿就采用了此法处理含氰污水。我国金矿采用酸化法处理高浓度含氰污水也有十几年的历史,现已拓宽到处理中等浓度的氰化贫液。其突出优点是能回收污水或矿浆中的氰。
酸化法原理是将废水酸化至PH=2.5—3,金属氰络合物分解生成HCN,HCN的沸点仅25.6℃,当向废水中充气时极易挥发,挥发的HCN用碱液(NaOH)吸收回收使用。
含氰废水处理 1.2氯化法
碱性氯化法是破坏废水中氰化物的较成熟的方法,广泛用于处理氰化电镀厂、炼焦工厂、金矿氰化厂等单位的含氰废水。其原理是采用氯气或液氯、漂白粉将废水中氰氧化成C02和N 2等无毒物质。其中酸性液氯法除氰工艺与碱性氯化法相比,其除氰能力更强、一次处理合格,处理后排放污水含氰<0.3-0.4mg/L;药剂消耗大幅度降低,处理成本也低于碱性处理方法。处理时间有所降低。但酸性法需全封闭式操作,应拥有一定难度。
含氰废水处理 1.3 S02法
S02法又称InCo法,是美国InCo金属公司在80年代初研究成功的,其原理是用S02和空气作氧化剂,在铜离子作催化剂条件下氧化废水中的氰化物,生成HC03-、NH4+。该法的优点是不仅可除去游离CN-、分子氰和络合氰,而且能除去氯化法难以除去的铁氰络合物,反应快,处理后废水达到排放标难;处理成本比臭氧法、湿式空气氧化法和碱氯法低;药剂来源广,可利用焙烧S02烟气或固体NaS2O3代替S02。但该法难以氧化SCN-,而SCN-以后又可离解出CN-,故不适合处理含SCN-高的含氰废水。
含氰废水处理 1.4 双氧水氧化法和臭氧氧化法。
双氧水氧化法适合处理低浓度含氰废水。H20¬在碱性pH=10~11、有铜离子作催化剂的条件下氧化氰化物。生成CN0-、NH4+等。重金属离子生成氢氧化物沉淀,铁氰络离子与其它重金属离子生成铁氰络合盐除去。
H202氧化法的缺点是H202价格较贵,来源不足,处理成本较高;运输、使用有一定危险;对SCN-难氧化,仍有一定毒性。
含氰废水处理 1.5 臭氧氧化法。
该法适用于处理很稀的含氰废液。其机理是在碱性PH=11~12下用O3氧化氰化物,生成HC03-和N2。但该法不能除去铁氰络合物。为了能除去铁氰络合物,需采用臭氧法与紫外光解法联合处理工艺。臭氧氧化法简单方便,无需药剂购运,只需奥氧发生器即可,处理后污水含氰CN-<1mg/L。该法的缺点是,臭氧发生器电耗大,处理费用高于碱氯法,应用远不如碱氯法。
含氰废水处理 1.6 活性炭处理含氰废水及回收金、银。
该法的原理是,活性炭吸附含氰废水中的02和氰化物。在活性炭表面上02和H20生成H202(活性炭本身作催化剂),又在铜盐作用下,发生氰化物被H202氧化分解的反应。若废水中H202不足,则在活性炭表面上发生水解反应:
HCN+H20=HCONH2
活性炭吸附废水中的Au(CN)2-后转化为AuCN或Au,故又可回收废水中金、银。
对于含有一定浓度的金、银的废水,采用活性炭吸附法处理可以吸附回收金银,具有一定的应用价值。
含氰废水处理 1.8 电解氧化法
电解氧化法是在国外研究得很多,主要用于处理电镀含氰废水。电解前首先调整pH>7,并加入少量食盐,电解时,CN-在阳极上氧化生成CN0-、C02、N2,同时C1-被氧化成C12,C12进入溶液后生成HCl0,加强对氧的氧化作用;阴极上析出金属。
该法的优点是占地面积小,污泥量小,能回收金属。缺点是电流效率低,电耗大,成本比漂白粉法稍高,会产生气体CNCl,处理废水难以达标排放。若要达标需电解几天。一般光将高浓度含氰废水电解到一定浓度后,再用氯化法处理后排放。目前国内已很少采用此法。
含氰废水处理 1.9 生物处理法。
生物处理法原理是当废水中氰化物浓度较低时,利用能破坏氰化物的一种或几种微生物,以氰化物和硫氰化物为碳源和氮源,将氰化物和硫氰化物氧化为C02、氨和硫酸盐,或将氰化物水解成甲酰胺,同时重金属被细菌吸附而随生物膜脱落除去。
生物处理法分为生物酶法和生物池法。工业上生物池法包括富氧活性污泥法、滴渗池法、富氧污泥储留池法、旋转生物接触器(RBC)法。由于旋转生物接触器是敞开的,易逸出HCN有毒气体。
国外生物法处理含氰废水已经开展工业化的应用。我国也开始进行了生物处理含氰废水的工业试验。
含氰废水处理 1.10 其他方法
化学沉淀法是向废水中加入FeS04或FeS04+Na2S03,使氰化物生成铁氰化物沉淀(Me2Fe(CN)6•XH20);pH>8时,重金属生成氢氧化物沉淀除去。也可以与内电解法配合,在氰废水中加入Fe屑,使氰化物生成Fe2[Fe(CN)6]沉淀。同时由于原电池的作用,CN-被氧化为CN0-,进一步生成C02、NH4+,从而达到除氰目的。自然净化法是暴气、光化学反应、共沉淀和生物分解等多种作用的整加,在这些作用下,氰化物逐渐分解为无毒的碳酸盐、硝酸盐及铁氰化物沉淀,使废水得以净化。但该法过程缓慢。受到自然因素影响很大,排放废水难达标,有一定危险性。
Ⅳ 工业废水的氧化还原法
废水氧化还原法:把溶解于废水中的有毒有害物质,经过氧化还原反应,转化为无毒无害的新物质,这种废水的处理方法称为废水的氧化还原法。在氧化还原反应中,有毒有害物质有时是作为还原剂的,这是需要外加氧化剂如空气、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠等。当有毒有害物质作为氧化剂时,需要外加还原剂如硫酸亚铁、氯化亚铁、锌粉等。如如果通电电解,则电解时阳极是一种氧化剂,阴极是一种还原剂。
一、药剂氧化
废水中的有毒有害物质为还原性物质,向其中投加氧化助剂,将有毒有害物质氧化成无毒或毒性较小的新物质,此种方法称为药剂氧化法。在废水处理中用的最多的药剂氧化法是氯氧化法,即投加的药剂为含氯氧化物如液氯、漂白粉等,其基本原理都是利用产生的次氯酸根的强氧化作用。
氯氧化法常用来处理含氰废水,国内外比较成熟的工艺是碱性氯氧化法。在碱性氯氧化法处理反应中,pH值小于8.5则有放出剧毒物质氯化氰的危险,一般工艺条件为:废水pH值大于11,当氰离子浓度高于100mg/L时,最好控制在pH=12~13。在此情况下,反应可在10~15min内完成,实际采用的20~30min。该处理方法的缺陷是虽然氢酸盐毒性低,仅为氰的千分之一。但产生的氰酸盐离子易水解生成氨气。因此,需让次氯酸将氰酸盐离子进一步氧化成氮气和二氧化碳,消除氰酸盐对环境的污染同时进一步氧化残余的氯化氰。在进一步氧化氰酸盐的过程中,pH值值控制是至关重要的。pH值大于12,则反应停止,pH值7.5~8.0,用硫酸调节pH值,反应过程适当搅拌以加速反应的完全进行。
二、臭氧氧化
臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化能力,使污水(或废水)中的污染物氧化分解成低毒或无毒的化合物,使水质得到净化。它不仅可降低水中的BOD、COD,而且还可起脱色、除臭、除味、杀菌、杀藻等功能,因而,该处理方法愈来愈受到人们重视。
三、药剂还原与金属还原
药剂还原法是利用某些化学药剂的还原性,将废水中的有毒有害物质还原成低毒或无毒的化合物的一种水处理方法。常见的例子是用硫酸亚铁处理含铬废水。亚铁离子起还原作用,在酸性条件下(pH值=2~3),废水中六价铬主要以重铬酸根离子形式存在。六价铬被还原成三价铬,亚铁离子被氧化成铁离子,需再用中和沉淀法将三价铬沉淀。沉淀的污染物是铬氢氧化物和铁氢氧化物的混合物,需要妥善处理,以防二次污染。该工艺流程包括集水、还原、沉淀、固液分离和污泥脱水等工序,可连续操作,也可间歇操作。
金属还原法是向废水中投加还原性较强的金属单质,将水中氧化性的金属离子还原成单质金属析出,投加的金属则被氧化成离子进入水中。此种处理方法常用来处理含重金属离子的废水,典型例子是铁屑还原处理含汞废水。其中铁屑还原效果与水中pH值有关,当水中pH值较低时,铁屑还会将废水中氢离子还原成氢气逸出,因而,当废水的pH值较低时,应调节后再处理。反应温度一般控制在20℃~30℃。
Ⅵ 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。
Ⅶ 含氰废水如何处理
含氰废水有很来多种处理源方法,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。
Ⅷ 污水中有氰化物怎么处理用什么絮凝剂比较好急,急,急
氰化物是剧毒物质,氰化物可在生物体内产生氰化氢,使细胞呼吸受到麻痹引起窒息死亡。氰化氢、氢氰酸的分子结构是甲酸腈。一般把腈称为有机氰化物。一般人一次口服 0.1克左右的氰化钠(钾)就会致死。CN- 对鱼类有很大的毒性,比如鲫鱼最小致死量是0.2(ppm),世界卫生组织规定鱼的中毒限量为游离氰0.03 mg/l。
自然环境中普遍存在微量氰化物,主要来自肥料及有机质。但高浓度的氰化物来自含氰工业污水,主要有电镀污水、焦炉和高炉的煤气洗涤废水及冷却水、一些化工污水和选矿污水等,其浓度可在1-180 mg/l以上。电镀工业是氰化物的主要来源之一,电镀操作使用高浓度氰化物电镀液以使镉、铜和锌等溶解在溶液中,含有氰离子以及金属氰化物络合离子的电镀液随镀件带出时会污染漂洗水。长期大量排放低浓度含氰污水,也可造成大面积地下水污染,而严重威胁供水水源。氰化物是剧毒物质,特别是当处于酸性pH值范围内时,它变成剧毒的氢氰酸。含氰废水必需先经处理,才可排入下水道或溪河中。由于氰化物有剧毒,处理后指标必须绝对达标,若排入水体将造成严重污染,而且氰络合物影响废水的进一步处理,因此首先要去除废水中的氰化物,处理后水质测定达标后才能进行下一步处理。
含氰废水通常的处理方法有碱性氯化法、电解法、离子交换法、活性炭法。而碱性氯化法以其运行成本低、处理效果稳定等优点广泛在工程中采用。工程中一般采用碱性氯化法,即向含氰废水中投加氯系氧化剂,将氰化物部分氧化成毒性较低的氰酸盐;也可一步完全氧化成二氧化碳和氮。 工程中多采用一步法除氰,既简化了操作、方便了管理,又节省了处理成本。
1.药剂选择
多种氧化剂除氰反应原理都是溶于水水解生成 HClO,再利用HClO的强氧化性破氰,有关反应式如下:
CN- +HClO→ CNCl+OH-
CNCl+2OH- → CNO- +Cl- +H2O
ClO2一步法除氰的反应式为:
2CN- +2ClO2==2CO2↑ +N2↑ +2Cl-
Cl2一步法除氰的反应式为:
2CN — +3Cl2 +2H2O → CO2 ↑ +N2↑ +6Cl— +4H+
采用各种药剂所需的药剂量见表1-1:
表1-1氧化剂投加量
通过以上的比较不难得出:液氯虽然成本低点,但易引起安全事故;臭氧虽然去氰能力高、产渣量低但它所需的其它费用都较高;漂白粉有效氯含量低,渣量大;漂粉精有效氯含量为 60%,产渣量大,清渣麻烦;次氯酸钠有效氯含量为95.3%,产渣量也较大。由我所工程总承包,于1999年12月18日建成的成都某(集团)有限责任公司含镉废水处理站,在运行过程中,氰化物虽能完全达到排放标准,但除氰工艺上先采用漂粉精,产渣量大,去渣很麻烦,后改为次氯酸钠除氰,渣量相对少一些,但次氯酸钠成品药剂易失效,有效期为10-15天,不宜贮存。而用二氧化氯除氰就可以避免这些不足, 所以,现目前采用二氧化氯除氰是较为理想的处理工艺。
2.二氧化氯处理含氰废水的原理
二氧化氯是一种强氧化剂,与氯气相比,它具有氧化性更强,操作安全简便,受 PH值的影响较小的特点。氯气对氰化物的氧化通常只将CN- 氧化成毒性较小的氰酸盐(NaCNO),并要求很高的pH值,见反应式(1),而二氧化氯对氰化物的氧化却能将CN- 氧化成N2 和CO2 ,见反应式(2),彻底消除氰化的的毒性:
CN - +Cl2 +2OH - == CNO - +2Cl - +H2O (1)
2CN- +2ClO2 ==2 CO2 ↑ +N2 ↑ +2Cl- (2)
3.影响二氧化氯除氰反应的因素
原水含氰浓度和 pH值对氧化反应的影响很大。
二氧化氯在 pH 值为 11.5 以上, ClO2 / CN - =2.28-4.92 时,对含 CN - 浓度为 104.8-302.08mg/L 废水,去除率最高可达99.6% ,平均去除率 95% 以上。并且原水中氰化物浓度越高,相应的二氧化氯需要的量越低。在调试中发现,反应罐中pH 值的高低对氰化物的去除率具有明显的影响。一般资料中认为二氧化氯要在低pH 值的条件下对氰化物进行氧化去除,在实验室中进行试验得出:pH 值对二氧化氯的除氰的效率具有明显的影响,当pH 为酸性的情况下,接触时间的加长对去除率并没有明显的改进, CN - 的去除率不到 20% ,这说明二氧化氯在酸性条件下,对氰化物的氧化作用极低的。当pH 为弱碱性条件时,随着接触时间的加长,去除率都可达到 80% 以上,当pH 达到 12.4 时,接触 2h 去除率就可达到 96.3% 。这说明,二氧化氯对氰化物的氧化作用可以在弱碱性条件下进行。如果需要在短时间内完成,则保持较高的反应pH 值。
二氧化氯可以直接将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)
科创絮凝剂具有较强的电中和能力,有利于吸附水中带有电荷的粒子,使粒子凝聚成大的颗粒而沉淀。科创复合净水剂的长链特性有利于胶体颗粒架桥吸附从而实现颗粒的凝聚,大大提高了净水能力,具有快速、高效的絮凝效果。对处理污水中含有氰化物的有良好的效果。
Ⅸ 电镀厂的含氰废气怎么处理处理原理是什么
用氢氧化钠溶液淋洗、吸收含氰废气,淋洗水排入含氰废水,按正常的含氰废水处理流程(二次次氯酸钠破氰)。处理原理是利用次氯酸钠的氧化能力将氰离子氧化成无毒的氮气。