电催化氧化芬顿法处理高质量浓度含氰废水

黄金GoLD2016年第8期／第37卷电催化氧化芬顿法处理高质量浓度含氰废水国洪柱，纪韶红，李乔，李焕军，孙维孟，王庆生。(1．招金矿业股份有限公司金翅岭金矿；2．宝鸡市昌立特种金属有限公司；3．中国环境科学研究院)摘要：电化学处理技术可应用于许多水处理领域，是一种基本对环境无污染的“绿色”水处理技术。该文采用电催化氧化一芬顿技术组合工艺对铅锌矿冶炼生产过程产生的难降解高质量浓度含氰废水处理进行试验研究，其结果表明：该处理技术是可行的，可以使铅锌矿含氰废水中的COD由ll810mg／L降至60mg／L以下、总去除率为99．5％，CNT由2350mg／L降至0．5mg／L以下、去除率近100％，达到了国家排放标准。该处理技术是在常温常压条件下进行的，电化学设备相对简单，工艺技术灵活，设备占地面积小，处理周期短、效率高，可控制性强，无二次污染。关键词：电催化氧化～芬顿法；处理；含氰废水中图分类号：TD926．5文章编号：1001—1277(2016)08—0072—04文献标志码：Adoi：10．11792／hj20160818O引言境保护有着十分重要的意义。在铅锌矿生产中，湿法冶炼是从浮选后的铅锌精矿中提取有价金属；但是，由于精矿中伴生元素含量相对原矿中伴生元素含量要高得多，在氰化过程中氰化钠的消耗量必然很大，也产生了大量含有各种硫化物和氰化物的废水。该废水成分复杂，不仅含有简单氰化物及铜等有色重金属的络合氰化物，还含有硫化物等还原性物质以及浮选时带来的黄药、黑药等有机污染物，使得废水中氰化物质量浓度高达2350mg／L左右，COD质量浓度高达11810mg／L左右。因此，如果该废水得不到及时有效地处理，将会带来极大的环保隐患，将会对周围环境产生极大的影响。目前，国内外治理该类含氰废水的常用方法有酸化回收法、萃取法等。酸化回收法虽然能够回收一定量的氰化物，但由于回收氰化物不彻底，废水中会残留部分氰化物，同时硫氰化物及一些重金属离子均没有得到有效地去除；萃取法回收了有价金属，但不断富集的水相中杂质会影响循环水的回用，而有机相循环使用也会使其萃取效率下降，增加了二次处理；因此，在目前严格控制矿山冶炼污水排放，要求出水COD小于60mg／L、总氰化物小于0．50mL以及重金属均必须达到国家有关标准的情况下，研究处理该类含氰废水的有效理想方法将迫在眉睫，因此该文提出了采用电催化氧化一芬顿技术深度处理新工艺，以期处理铅锌矿冶炼生产中难降解高质量浓度含氰废水的工程实施。该方法采用绿色电能治理废水，对环l试验部分1．1仪器及试剂主要仪器：电催化氧化装置1套，微电解装置1套，磁力搅拌器1台，各种配套玻璃器皿。主要试剂：硫酸亚铁，过氧化氢。1．2废水水质状况废水取自山东省某矿山冶炼厂，水量为100t／d，废水水质分析结果见表1。表1铅锌矿含氰废水水质分析结果组分总氰化物CODCuPbZnFe质量浓度／(nag·L)2350118102690微量微量1141．3试验方法首先，采用电解槽催化氧化还原反应处理高质量浓度氰化物和铜、铅、锌等重金属以及浮选时带来的黄药、黑药等有机污染物，大部分COD被去除，部分大分子有机物被分解为小分子有机物进入下一步处理；其次，采用芬顿试剂法进一步深度处理黄药、黑药等有机污染物；最后，通过絮凝沉降、过滤使处理后的废水最终达到矿山冶炼行业的国家排放标准。1．4工艺流程本试验所采用的铅锌矿含氰废水pH值为6．0左右，可直接进人电解槽进行处理。其含氰废水处理工艺流程见图1。收稿日期：2016—06—15作者简介：国洪柱(1969一)，男，山东嘉祥人，助理工程师，从事黄金矿山选矿生产技术工作；山东省招远市张华北，招金矿业股份有限公司金翅岭金矿，265400；E-mail：13077322232@qq．corn2016年第8期／第37卷图1铅锌矿冶炼含氰废水处理工艺流程2试验结果与讨论2．1电催化氧化单元处理本单元采用电催化氧化处理含氰废水，以PbO电极作阳极，具有较高的析氧过电位、氧化能力强、耐蚀性好、导电性好、可通过大电流等特征，阴极使用不锈钢电极，电沉积重金属。本试验利用PbO：电极在水溶液中电解时具有较高的电催化活性，并采用高频脉冲电源“供电一停电一供电”循环运行设备，不断地从外部提供的0捕集外电场提供电子；形成氧自由基离子·O，最后经过一系列反应生成H：0：，然后分解成具有极强氧化性的羟基自由基离子·OH，破坏有机物(COD)并使其生成带电荷有机“碎片”而被降解去除。其主要化学反应式为：R+·OH一·R+H20；·R+M。—__+M十R：R+02R0O一—⋯⋯—}CO2+H20。其中，R代表有机物(COD)，M代表催化剂金属元素。电催化氧化法能够高效去除废水中污染物的主要原因为电催化氧化性能的变化本质不是电压、电流等外部