含氰废水的危害和处理工艺方法
氰化物存在于生产各种商品和材料（包括精炼金属和合金、皮革、油漆、颜料、木材防腐剂、电子产品和化学品）产生的工业废水中。然而，鉴于氰化物毒性大且受到严格监管，您可能想知道如果您的工业废水中含有氰化物该怎么办。
简而言之，废水中的氰化物通常需要某种形式的废水处理。在本文中，我们将概述常用的去除工业废水中氰化物的技术，并研究每种技术在各种行业和工艺中的优缺点。
您的设施是否需要去除废水中的氰化物？
从最基本的角度来说，氰化物是任何含有特定类型碳氮阴离子基团的物质。这可以包括游离氰化物阴离子 (CN-)，以及许多不同的化合物，例如氰化钾 (KCN)、氯化氰 (CNCl) 等。
虽然这些不同的氰化物种类具有不同的化学性质，但所有形式的氰化物都被视为有毒，因此在世界许多国家都受到严格的监管。简而言之，如果您的工业设施处理任何类型的氰化物，您可能需要采取措施监测和处理废水，以确保氰化物水平保持在法定限度以下。
有关氰化物处理和排放的具体规定可能因多种因素而异，包括您的行业、设施位置以及您选择的废水排放策略。例如，在美国，向公共水道排放废水的工业设施受到严格的氰化物限制，通常每月平均排放限值设定为约 0.005 ppm 或更低。还明确禁止设施简单地稀释废水流以符合废水流中氰化物的限制。
因此，废水中含有氰化物的设施可能需要实施废水处理解决方案，以满足任何适用的监管要求。
去除废水中氰化物的最佳技术是什么？
有许多废水处理技术适合去除氰化物，与任何分离或处理解决方案一样，选择最佳的氰化物去除技术取决于满足您设施的特定需求。需要考虑的最重要的因素之一是废水中存在哪些氰化物种类。对于废水处理目的，氰化物通常分为两类：
强酸解离剂 (SAD)：SAD 是氰化物化合物，其中的氰基 (CN) 与金、铁、银或钴等金属具有强键。SAD 氰化物通常不能被氧化或分解，但必须通过沉淀或膜过滤等物理分离方法去除。
弱酸解离产物 (WAD)：WAD 是氰化物，在 pH 值等于或低于中性时容易解离，包括游离氰化物阴离子 (CN–)、氢氰酸 (HCN) 和氰化物，其中氰化物基团与镉、铜、镍和锌等金属的结合较弱。WAD 比 SAD 毒性更大，化学稳定性更差。WAD 氰化物通常可以通过生物或化学方法分解，产生毒性较小的产物，这一过程称为氧化或氰化物破坏。
除了评估废水中存在哪些氰化物外，您的设施还应考虑气流 pH 值、温度、流速、体积以及气流中氰化物的当前和目标浓度等因素。考虑这些因素中的每一个对于了解哪种类型的氰化物去除和废水处理策略最适合您的设施至关重要。下面，我们将总结去除或降低废水中氰化物含量的最常用方法，并解释每种方法的优缺点。
化学沉淀
化学沉淀是 SAD 含氰化物废水分离技术中较为流行的一种。该工艺涉及向废水中添加金属或金属阳离子，这些金属或金属阳离子与存在的氰化物发生反应，形成新的金属-氰化物复合物或沉淀物。然后可以通过物理分离工艺（例如沉降或介质过滤）从废水中去除沉淀颗粒。
化学沉淀法常用于去除氰化物的方法之一是通过添加锌来处理 SAD 金氰化物溶液。在这个例子中，锌取代了金，产生了金沉淀物，以及新的 WAD 锌氰化物复合物，该复合物可以通过单独的氧化反应分解。另一个常见的例子是称为浮选的相关过程。在这种情况下，将阳离子表面活性剂或表面活性剂添加到 SAD 氰化物溶液中。阳离子表面活性剂与阴离子氰化物复合物反应形成有机盐沉淀物。
最重要的是，化学沉淀是一种相对简单且经济的解决方案，可有效处理含有 SAD 氰化物复合物的流，特别是对于需要连续处理溶液的设施而言。
尽管有这些好处，但设施需要考虑到，仅使用化学沉淀可能不足以达到氰化物去除目标，可能需要与其他处理技术结合使用，例如在沉淀步骤后进行物理分离和/或氧化步骤。化学沉淀的其他潜在缺点包括 pH 值变化，以及需要管理水流 pH 值以促进所需反应。
吸附
吸附是工艺流程和废水中氰化物浓度相对较低的最常用的氰化物去除方法之一。吸附通过分子引力从液体流中去除氰化物（和其他污染物）。该过程涉及将工艺流程或废水通过某种类型的吸附介质，该吸附介质旨在吸引和保留污染物，同时允许液体流出物流过。
吸附有许多好处，包括相对较低的运营成本、材料和废物排放。此外，在某些情况下，吸附的氰化物可以解吸并浓缩以进行回收和再利用。然而，需要注意的是，吸附有一些局限性，需要考虑这些局限性才能实现这些好处。其中之一是，吸附在中性或接近中性的 pH 值下最有效。
此外，许多类型的吸附介质会非选择性地去除各种流成分，这对于具有复杂废水流或需要选择性去除以支持回收或再循环工作的设施来说可能是一个问题。
需要考虑的最重要的因素是吸附介质的容量有限，需要定期更换以确保足够的污染物去除性能。一般来说，气流中氰化物和/或其他污染物的浓度越高，吸附介质需要更换的频率就越高。为了优化氰化物去除吸附技术的性能，设施有时会选择实施预处理步骤，包括化学添加银或铜盐。
设施有时还可以通过采购某些工业副产品作为吸收介质来节省成本。事实上，活性炭是迄今为止用于去除氰化物的最常见吸附剂介质，可以从坚果壳、咖啡渣和橄榄核等副产品中提取，而其他副产品，如煅烧蛋壳和咖啡壳，也显示出作为氰化物吸附有效材料的潜力。然而，一般来说，吸附剂介质的容量限制通常意味着吸附技术最适合氰化物浓度相对较低的溪流；偶尔或季节性氰化物水平升高的设施；或愿意实施某种形式预处理的设施。
离子交换
离子交换 (IX) 是一种物理化学处理过程，其中液体流通过树脂基质，促进带电离子（例如氰化物阴离子）的交换。IX 系统中使用的树脂是根据目标污染物的离子电荷精心选择的。对于需要去除氰化物的流体，设施通常使用螯合树脂或强碱阴离子 (SBA) 树脂。当气流进入 IX 塔时，树脂会从溶液中选择性捕获氰化物阴离子，并保留它们直到树脂再生。
一般而言，IX 非常适合希望将氰化物水平降低到严格监管限值以下的设施；希望处理大量氰化物浓度相对较低的水的设施；或需要选择性去除氰化物和/或回收贵金属的设施。虽然 IX 可以很好地解决这些情况和优先事项，但也存在一些明显的缺点。最重要的是，IX 系统在维护和运营支持方面需要适度的努力和成本。
氰化物浓度越高，设施再生树脂的频率就越高，再生成本也会更高，因为再生化学品的消耗量更大，树脂寿命更短。此外，IX 对 pH 敏感，因此设施需要制定计划以保持一致的 pH 值和/或考虑是否需要调整 pH 值以优化 IX 系统性能。最后，设施需要规划使用 IX 系统产生的废物的处理和处置，这些废物可能包括受氰化物污染的树脂、再生化学品和冲洗水。一般来说，流中的氰化物浓度越高，IX 的成本效益就越低，因为维护和废物排放成本更高。
膜分离
膜过滤是一种物理分离技术，利用半透性屏障选择性地从液流中去除某些污染物。在过去的几十年里，系统设计和膜材料的进步推动了膜分离技术的发展，超过了传统的物理和化学分离方法。
在膜分离中，设备会将液体流通过多孔膜，通常是通过对液体流施加压力来实现的。膜上的孔径大小精确，可以保留目标离子、分子或颗粒，同时允许水和其他液体成分通过。设备通常利用反渗透 (RO) 或电渗析来去除氰化物阴离子。在某些情况下，设备还可以实施微滤或超滤系统，通过在下游 RO 单元之前对液体流进行预处理来提高效率。
膜分离对于生产低氰化物含量的废水非常有效，对于需要遵守严格的废水法规的直接排放者来说是一种很好的解决方案。此外，膜分离产生的废水浓度高，体积相对较小，从而最大限度地降低了处理成本。然而，尽管有这些好处，研究使用膜分离去除氰化物的设施应该意识到一些缺点，这些缺点可能包括系统维护和膜更换的成本，以及相对较高的能耗和流速限制。
破坏/氧化
氰化物破坏，也称为氧化，是使用化学氧化剂（或其他试剂）分解 WAD 氰化物中碳氮三键的过程。该氧化反应形成氰酸盐 (OCN-)，其毒性远低于氰化物，在环境中的持久性也较低。
氰化物破坏有多种类型，其中化学添加是最常用的方法。设施可以从多种常用的化学氧化剂中进行选择，包括过氧化氢、氯、氧气、次氯酸盐和二氧化硫等。所有化学氧化剂都具有较高的电子亲和力，这意味着它们能够从氰化物阴离子中吸走电子以形成氰酸盐。
大多数化学氧化剂需要强碱性的pH值，即12或更高，尽管有些氧化剂，如二氧化氯，在低至9的中等碱性pH值下也有效。其有效性和相对的技术简单性使化学氧化非常适合含有WAD氰化物的大容量流，特别是那些氰化物水平超过生物处理方案支持的限值的流。然而，虽然化学氧化对于处理WAD氰化物是有效的，但由于用于氧化和pH控制的化学品的消耗，以及废水排放成本，它可能成本高昂。此外，氧化对于SAD氰化物物种的修复基本上无效。
虽然不太常见，但在某些情况下，还有其他形式的氰化物破坏方法非常有效。其中包括生物氧化，这种方法利用由细菌、真菌、藻类、酵母和/或植物组成的生物质自然氧化氰化物。这种生物处理方式对于氰化物含量相对较低的废水来说是一个不错的选择。其他氰化物氧化方法包括电解和光解，它们分别使用电流或紫外线辐射来催化电子转移，将氰化物分解成毒性较小的成分。