含氰废水处理与回收技术_刘俊良

·科技百科·河北科技图苑1998年第2期(总40)含氰废水处理与回收技术河北建筑工程学院城建系〔河北省张家口市075024〕刘俊良张志刚保定市节水用水办公室〔河北省保定市071051〕霍跃江煤碳部邯郸设计研究院水室〔河北省邯郸市056031〕王金娜摘要氰化物是贵重化工原料,为剧毒品。含氰废水的排放对环境及生态造成严重危害,因而成为国内外重点治理的对象之一。从废水中回收氰化物,既可提高经济效益,又可使含氰废水得到净化,减少对环境的污染。主题词氰化物废水环境污染分类号TQ085一、概述在工业生产过程中,氰化物来源非常广泛。在冶金化工、有色金属、选矿、金属加工、塑料、电镀、农药、化肥、仪表、煤气、炼焦、炼油、丙烯腈合成等生产工艺过程中,都有数量和浓度不等的含氰废水排出。含氰废水的共同特点在于氰化物的剧毒性。氰化物可分为无机氰和有机氰两大类。氰化物的毒性可抑制细胞呼吸,造成机体组织缺氧,形成窒息。空气中含HCN270ppm,即可使人死亡,摄入氰化钠50～100mg,人会立即死亡。国家规定工业排放标准为0.5mg/l,是必须重点治理的污染物。二、处理与回收技术从环境要求出发,对含氰废水必须实行严格处理,而从资源的充分利用角度,又需考虑回收利用废水中的氰化物,因为氰化钠是十分贵重的化工原料。目前国内外正在应用或探讨的含氰废水处理与回收技术,一般可分为两大类:一类是通过化学或生物化学的方法直接处理含氰废水,使其达到排放标准;另一类是先应用物理或物理化学的方法回收废水中的氰化物并加以利用,而后再处理达到排放标准。(一)碱性氯化法碱性氯化法处理含氰废水是目前电镀废水处理中应用最广的方法(日本占85%,我国大部分工厂也采用此法),其特点是适用于水量、水质变化的废水处理,处理后废水经酸调节达标排放,CN-残留量0.5mg/l。但处理后水中有余氯存留,难以准确投料,设备腐蚀严重,运行费用高。其化学反应为:NaCN+NaClO→NaCNO+NaCl2NaCNO+3NaClO+H2O→2CO2+N2+2NaOH+3NaCl该法又叫两级处理法。一次反应条件为PH在10以上加氧化剂,如NaClO、HClO、Ca(ClO)2等,反应瞬时发生并生成氰酸盐,此时反应速度依据PH值、水温、氧化剂种类、数量以及其他共存的状态而异。如果PH<10,则产生非常危险的CNCl。故PH值的控制极其重要。(二)硫酸亚铁法该法的特点是操作简单、费用低,但处理效果差,净化率仅达92%～95%,出水中氰残留量为2～4mg/l,不能直接排放,应结合其他方法进行深度处理。其反应式如下:6CN-+Fe2+PH>6.5〔Fe(CN)6〕4-4Fe3++3〔Fe(CN)6〕4-PH<5Fe4〔Fe(CN)6〕3↓(三)过氧化物法该法适用于浓度波动较大的含氰废水处理,其特点是在整个处理过程中无HCN产生,操作安全,但·29·DOI:10.13897/j.cnki.hbkjty.1998.02.010所需试剂费用较高,操作时一般需加热至40°C,其反应过程为:CN-+H2O2PH>9.0CNO-+H2OCNO-+H2O2→CO2+NH3+OH-(四)水解法在温度为180°C条件下,CN-水解生成HCOO-和NH3而解毒。其特点为不需投加药剂,但能耗大,释放出的NH3易造成二次污染。其反应为:CN-+2H2O180°CHCOO-+NH3(五)臭氧氧化法该法利用臭氧发生器产生O3,使水中CN-氧化,特点为在整个过程中不增加其他污染物,产泥量少,不发臭,但能耗大,生产每千克O3耗电12～15KWh,处理费用较高。(六)多硫化物处理法利用多硫化物与氰化物在碱性条件下进行反应,生成溶解度较小的低毒的硫氰酸盐,其特点是:处理工艺简单,操作安全,适用于中小型电镀厂高浓度(20000～60000mg/l)含氰废液的处理。(七)电解氧化处理法该法以回收和利用废液中的金属离子为目的,而氰的氧化反应并没有进行到底。(八)置换法利用强酸如硫酸、盐酸等,将CN-置换,释放出挥发性的HCN,然后用碱液吸收。反应为:2CN-+H2SO4→2HCN+SO2-4HCN+NaOH→NaCN+H2O(九)活性碳吸附法用该法净化污水应用时间较长,特别在80年代对其机理有了深入研究,认为活性碳处理含氰废水,一方面具有吸附性,另一方面具有催化氧化作用。为了提高处理效率,从研究催化氧化机理出发,改变活性碳的表面结构,提高活性碳的催化能力,寻找理想的破氰催化剂,研究容易实现催化氧化反应的反应装置。如采用流化床的处理工艺,因改变了传质特性而有利于活性碳的吸附,又因为改变了供氧条件而大大提高了催化氧化反应效率。(十)离子交换法该法适用于水量不大,并具有回收价值的废水处理。离子交换法是先将自由氰离子转变为金属离子的铬离子,然后使废水通过阳离子交换树脂