含氰廢水組合處理工藝
氰化物是指帶有氰基(CN)的化合物,常見(jiàn)的氰化物為氰化鉀和氰化鈉,作為劇毒,若管理不善,泄漏到水體中就會(huì )形成含氰廢水,同樣具有毒性和難降解性。常規的物化及生化處理工藝無(wú)法去除水中的氰化物,為使含氰廢水降低毒性,達到國家規定的標準排放,可采用絮凝絡(luò )合+氯堿法的組合工藝處理,處理后使含氰廢水的毒性大大降低,滿(mǎn)足《國家污水綜合排放標準》三級標準。
1、工藝流程及技術(shù)原理
含氰廢水來(lái)自某物流公司氰化物泄露,主要成分為氰化鈉,導致周邊的污水管網(wǎng)及雨水管網(wǎng)內氰化物超標,其濃度在10~50mg/L之間。為積極應對,采用碳鋼處理裝置,將管網(wǎng)內污水引至反應裝置內,按照工藝要求,絮凝階段投加硫酸亞鐵,混合15min后進(jìn)入沉淀池,沉淀時(shí)間2h;沉淀池出水進(jìn)入氯堿法的第一級氧化,投加氫氧化鈉和次氯酸鈉,接觸氧化時(shí)間30min,二級氧化投加硫酸和次氯酸鈉,接觸氧化時(shí)間30min,氧化后出水可達到標準要求。工藝流程如圖1所示。
1.1 絮凝絡(luò )合工藝
CN-與多種金屬離子可形成穩定的絡(luò )合物。大多數絡(luò )合物是無(wú)毒的,根據這一性質(zhì)用Fe2+和CN-形成[Fe(CN)6]4-,然后與金屬離子形成沉淀來(lái)處理含氰廢水。為此選用廉價(jià)的硫酸亞鐵FeSO4?7H2O為絡(luò )合藥劑,與CN-反應生成亞鐵藍{Fe2[Fe(CN)6]4-,Ksp=10-35}沉淀。經(jīng)過(guò)絮凝絡(luò )合反應,使氰化物與亞鐵鹽生成沉淀,降低了廢水的毒性。
含氰廢水提升至絮凝罐,絮凝管內設攪拌器,絮凝管內投加硫酸亞鐵,硫酸亞鐵與含氰廢水形成絡(luò )合物,產(chǎn)生大量絮體,進(jìn)入沉淀池,絮體沉入池底部,上清液進(jìn)入后續處理工藝。
1.2 氯堿法工藝
氯堿氧化法分為兩步反應:
第一步,將CN氧化成氰酸鹽,在pH值為10~11的條件下,反應速度較快,反應時(shí)間15~30min。其反應方程式為:
第二步,將氰酸鹽進(jìn)一步氧化為N2、CO2,在pH值為8~8.5時(shí),氰酸根的完全氧化最有效,反應時(shí)間30~40min。其反應方程式為:
反應裝置采用多級攪拌。一級反應投加氫氧化鈉調節pH值至合理范圍,投加次氯酸鈉,經(jīng)多級攪拌,使氧化劑與含氰廢水充分接觸;二級反應投加硫酸調節pH值至合理范圍內,投加次氯酸鈉,將氰化物徹底氧化,出水達到國家標準。
2、工程設計及技術(shù)參數
2.1 絮凝絡(luò )合反應裝置
含氰廢水進(jìn)入絮凝罐,投加硫酸亞鐵,內設立式攪拌器,pH值控制在6~7之間,反應完成混合液自流進(jìn)入斜板沉淀池,沉淀池底部設儲泥斗和排泥孔,定期將產(chǎn)生的污泥送至有處理資質(zhì)的單位處理。
主要設備及構筑物參數如表1、圖2、圖3所示,運行參數控制如表2所示。
2.2 氯堿法反應裝置
氯堿法是采用次氯酸鈉的強氧化性,將CN氧化為N2和CO2,為衡量溶液中的氧化能力,采用氧化還原電位作為參數控制指標,將ORP儀與次氯酸鈉加藥泵聯(lián)動(dòng)。當ORP值小于設定值的最小值時(shí),加藥泵啟動(dòng);當ORP值大于設定的最大值時(shí),加藥泵停止加藥。設備性能參數如表3所示。
由于上一步工藝的最佳反應pH值偏酸性,本工藝段的二級反應最佳的pH值也有所不同,為此在反應裝置內設置pH值控制儀,與投加酸或堿的加藥泵聯(lián)動(dòng),將pH值控制在合理的范圍內。運行工藝參數控制如表4所示。
3、運行效果分析
處理裝置經(jīng)過(guò)3個(gè)月的運行,累計處理水量近30萬(wàn)t,在此期間水質(zhì)波動(dòng)較大。當來(lái)水氰化物濃度較低時(shí),各工藝段耗藥量較??;當來(lái)水氰化物濃度較高時(shí),第一工藝段硫酸亞鐵耗藥量較大,氯堿法工藝耗藥量比較穩定。摘取進(jìn)水氰化物濃度較高的數據進(jìn)行處理效果分析,結果如表5所示。
對于高濃度含氰廢水,經(jīng)過(guò)第一工藝段的絮凝絡(luò )合反應,氰化物濃度大大降低,滿(mǎn)足氯堿法對進(jìn)水的要求,氯堿法經(jīng)過(guò)二級氧化反應,出水穩定在0.4mg/L以下,達到排放標準。(來(lái)源:天津市慶爍環(huán)保工程有限公司,天津市東麗區環(huán)境保護局)
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