碱性氯化法处理含氰废水技术

介绍

在黄金矿山生产过程中，经常采用氰化浸出工艺获取黄金，产生大量含氰废水。一般含氰废水往往含有高浓度的CN-，CN-浓度可达150 ~ 250 mg/L，氰化物是一种剧毒物质，对动植物和人体健康危害严重。因此，黄金矿山含氰废水的处理和安全问题引起了众多研究者的关注。含氰废水的处理原理是破坏废水中有毒的氰基(CN-)并将其转化为无毒物质。含氰废水的处理方法包括碱氯化法、光电催化法、吸附法和生物法。其中碱氯化法操作简单，见效快，在实际工程中应用广泛。碱性氯化法利用两段反应降解氰化物。第一阶段是氰化物在强碱下氧化成氰酸盐，第二阶段是生成的氰酸盐在近中性条件下进一步氧化成CO2和N2。

以某金矿含氰废水处理工程为例，研究了碱氯化法对实际含氰废水的处理效果，探索了实际加药量与理论计算的关系，以及处理过程中余氯浓度与氰化物浓度的关系。经过28天的间歇处理，废水的氰化物浓度达到了《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准。该工程案例可为其他类似含氰废水处理工程提供参考。

一、项目概况

含氰废水处理工程位于甘肃省的一个戈壁沙漠矿区。矿区位置偏远，植被稀疏，生态环境脆弱，基础设施较差。据估算，矿区含氰废水总量约为1250m3。根据《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准，本项目的目标是将矿山含氰废水的总氰化物浓度降至0.5mg/L以下，处理后的原废水水质可达标。原废水和处理水质量的测试结果如表1所示。

二。废水处理工艺的原理、流程及主要设备参数

2.1废水处理工艺的原理和流程

本项目处理的含氰废水浓度高。综合考虑项目所在地、交通条件、基础设施、环境敏感特性和时间成本，最终处理方法为碱性氯化法。碱性氯化法是国内外广泛采用的处理含氰废水的方法，处理效果好，工艺流程简单。其基本原理是使用氯基氧化物，如次氯酸钠、液氯、漂白粉等。在碱性条件下，将剧毒的氰化物转化为低毒的氰酸盐，再氧化成无毒的CO2和N2。本项目选用的氧化物为二氯异氰尿酸钠(通用名:优氯净，化学式:C3O3N3Cl2Na，有效氯含量50%)，是一种新型高效杀菌剂，能在水中产生次氯酸。

碱性氯化法处理含氰废水的工艺分为两步。

第一步，氰根离子(CN-)与次氯酸根离子(ClO-)反应生成氯化氰(式(1))，然后氯化氰在碱性条件下水解成氰酸根离子(式(2))。最终的反应式如式(3)所示。在这个过程中，如果含氰废水的pH值较低，在反应中很容易产生有毒的氯化氢气体。因此，在处理含氰废水之前，应调节废水的pH值(通常≥10)。

第二步，氰酸根离子被氧化成CO2和N2。这个过程的反应条件和第一步不同，如果pH≥10，反应过程会延长。一般这一步的pH值要控制在8.0左右，主要反应式如式(4)所示。第二次反应后，第一次反应生成的氰酸根离子被氧化成CO2和N2，最终氰化物从污水中去除。

处理后的污水一部分会现场喷淋抑尘，剩下的会在自然温度和压力下排放净化。氰化物的自然降解过程包括挥发、自分解、氧化、光化学降解、生物降解、沉淀和吸附等。它是物理化学、光化学和生物化学复杂综合作用的结果。

含氰废水处理工艺流程如图1所示。

考虑到处理场地位置偏远，施工不便，处理设备以溶解池为主，辅以机械搅拌系统和废水提升设备。废水通过消防水龙带提升到溶药罐，然后放入药物，充分混合，然后返回矿井，形成水循环，直到加药。在实践中，将废水的pH调节至约11，然后加入二氯异氰尿酸钠进行反应。

2.2主要设备参数

1) 2套1)PE溶解罐，容积为5m3，尺寸约为1760I2250mm。

2)两台污水提升泵(一用一备)，流量Q=9m3/h，扬程H=50m，功率n = 4.0kW

3)两台搅拌器，材质为304不锈钢，轴长2000mm，叶轮直径1500mm，双层双叶片。

4)两台功率为7kW的发电机(一用一备)。

三。检测方法

常见的氰化物浓度检测方法有硝酸银滴定法和异烟酸-吡唑啉酮分光光度法。硝酸银滴定法的检出限为0.25mg/L，下限为0.25mg/L，上限为100mg/L，异烟酸-吡唑啉酮分光光度法的检出限、下限和上限分别为0.004mg/L、0.016mg/L和0.25mg/L。本实验采用硝酸银滴定法检测高浓度含氰废水。使用便携式酸度计(上海精密仪器有限公司，型号DZS-708A)检测pH值..用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES，Perkin Elmer Company，USA，型号:PEOptima7000DV)检测元素浓度。余氯检测采用便携式余氯分析仪(美国Hash公司，型号PCII58700-00)。

四。项目运营结果

4.1氰化物处理效果

项目运行期间，废水中氰化物浓度的变化如图2所示。

从图2可以看出，第一次投加二氯异氰尿酸钠后，废水中氰化物浓度迅速下降，之后逐渐减缓。这种现象发生在相同的剂量下，因为式(3)所示的反应速率随着废水中CN-浓度的降低而减慢。经过28天的间歇处理，废水中氰化物的浓度从88.97mg/L降至0.37mg/L，总去除率达到99.6%。可以看出，碱氯化法成功实现了1250m3含氰废水的无害化处理，整个工程操作简单，耗时少。

4.2二氯异氰尿酸钠理论剂量与实际剂量的比较

4.2.1二氯异氰尿酸钠的理论剂量

反应式(5)可以从反应方程式(3)和(4)获得。

根据计算，二氯异氰尿酸钠的有效成分为50%，处理1g氰化物需要10g二氯异氰尿酸钠。

从图3可以看出，二氯异氰尿酸钠在本项目中共投加了五次，投加量分别为1000kg、1000kg、1000kg和2000kg。随着废水中氰化物浓度的逐渐降低，二氯异氰尿酸钠中实际用量与理论用量之比也成倍增加。二氯异氰尿酸钠的实际用量大于理论用量。随着氰化物浓度的降低，二氯异氰尿酸钠中实际投加量与理论投加量的比值逐渐增大，从最初的1.58增大到34.32，表明废水中氰化物浓度越低，只有投加量大于理论投加量才能达到更好的去除效果。

4.3余氯和氰化物浓度的关系

本项目在碱性条件下，利用二氯异氰尿酸钠产生的次氯酸盐(ClO-)氧化氰化物(CN-)，然后生成无毒无害的CO2和N2，去除污水中的氰化物。在这个过程中会产生大量的Cl-，Cl-会与CN-结合生成CNCl。因此，Cl-的浓度在一定程度上与除氰效果有关。

从图4可以看出，氰化物浓度在5.03~88.97mg/L时，废水中余氯浓度在1.15~1.46mg/L范围内，平均值为1.31±0.14mg/L，变化趋势不明显。当氰化物浓度下降到0.368毫克/升时，余氯浓度增加到3.92毫克/升，比以前增加了3倍。由此可见，在碱氯化处理含氰废水的过程中，根据余氯浓度的突变，可以初步判断废水中氰化物的浓度已经明显下降。

动词 （verb的缩写）结论

本工程采用碱氯化法处理甘肃某金矿遗留的1250m3含氰废水。经过28天的间歇处理，废水中氰化物浓度由88.97mg/L降至0.368mg/L，去除率为99.6%，达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准要求。处理后的废水一部分用于矿区抑尘，其余排放处置。该项目的成功实施避免了矿区周围土壤和地下水的氰化物污染，保护了当地的生态环境。

随着废水中氰化物浓度的降低，二氯异氰尿酸钠的实际用量与理论计算的比值逐渐增大。在废水处理过程中，余氯浓度的突然大幅上升对氰化物处理效果有一定的指示作用。(来源:兰州交通大学环境与市政工程学院)

免责声明：本网站内容来源网络，转载是出于传递更多信息之目的，并不意味赞成其观点或证实其内容真实性。转载稿涉及版权等问题，请立即联系网站编辑，我们会予以更改或删除相关文章，保证您的权利。
标签:  含氰废水碱性氯化法处理技术