含氰废水处理大讨论

日期: 2024-06-15 02:10:16|浏览: 71|编号: 74191

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含氰废水处理大讨论

Ni化合物危害性很大,含Ni废水必须经过处理达到排放标准后才能排入排水系统。对于Ni含量较高的废水(CN-浓度大于50mg/L)应优先考虑回收利用;Ni含量较低的废水(CN-浓度小于50mg/L)应按如下方法处理。

含镍废水处理试验研究

实验研究方法 - 碱性氯化法

碱性氯化法处理含镍废水可分两个阶段:第一阶段为不完全氧化处理;第二阶段为完全氧化处理。

第一阶段反应:CN-+ClO+H2O——CNCl+2OH-

CNCl+2OH——CNO-+Cl-+H2O

第二级反应:2CNO-+2OH-+3ClO——2CO32-+N2+3CL-+H2O

镍裂解过程中pH值对氧化反应影响很大,当pH>10时,仅需5分钟即可完成不完全氧化反应;

该方法的优点是工艺成熟、设备简单、操作方便,最终氧化产物为碳酸盐和氮气,无毒;缺点是CNCl可能逸出污染大气,余氯超标,无法处理铁镍配合物。

实验研究方法-加热水解法

采用此方法时,温度一般控制在170~180范围内,压力控制在0.9MPa左右,反应pH值控制在10.5左右。加热水解法化学反应机理如下:

CN-+2H2O——HCOO-+NH3

2HCOO-——CO32-+H2+CO

总反应式:

2CN-+H2O——CO32-+H2+CO+NH3

加热水解法的特点是不消耗化学药剂,反应彻底,对Ni化合物的浓度和存在形态没有要求,对杂质也没有要求,适应性广,操作稳定。缺点是反应温度高,对设备质量要求高,投资较大,反应时间长。

实验研究方法-电解

电解法处理含镍废水的操作机理是利用电化学氧化还原反应破坏废水中的Ni化合物。即在pH=10的条件下,电解过程中废水中的Ni化合物在阳极失去电子,被氧化成Ni盐、碳酸盐和氮或铵。电化学反应过程如下:

CN-+2OH--2e——CNO-+H2O

CNO-+2H2O——NH4++CO32-

也可在含Ni废水中添加NaCl,电解过程中,Cl-被电解成活性氯,提高破坏Ni化合物的效果。

电解法的优点是废水中不添加新的有毒化学品,排水水质好;处理高浓度Ni氧化物废水处理成本低;设备可随时运行,用电灵活;设备简单,投资少;操作控制方便。缺点是处理低浓度Ni氧化物废水时,随着Ni氧化物浓度的降低,电效率明显下降。虽然加入少量氯化钠可以改善电解效果,但处理成本仍高于其他氧化方法。

实验研究方法-二氧化硫-空气氧化法

二氧化硫-空气氧化法采用pH值7.5~10,在铜的催化作用下,利用SO2与空气的协同作用,氧化废水中的Ni化合物,其化学反应机理如下:

CN-+O2+SO2+2OH-+H2O=HCO3-+NH3+SO42-

二氧化硫—空气氧化法的优点是工艺简单,设备不复杂,处理效果一般比氯气氧化法好(不考虑含硫化合物的毒性),药剂来源广泛,处理费用低,投资少。

二氧化硫-空气氧化法的缺点是不能消除废水中的硫和Ni化合物,当使用铜作催化剂时,排放口的铜离子有时会超标,反应产物为Ni酸钠,需放置氧化除去后方可排放。

实验研究方法-过氧化氢氧化法

在酸性和加热条件下,过氧化氢与硫酸盐发生反应,生成过氧化氢。化学反应式如下:

CN-+H2O2——CNO-+H2O

反应生成的氢镍酸可水解,生成无毒化合物。

双氧水法的优点是设备简单,能除去铁镍络合物,双氧水分解产物为水,不增加有毒物质;缺点是用铜作催化剂,可能造成排放水中铜含量过高,原料成本高,不能氧化水中的硫化镍。

实验研究方法-酸回收法

用酸来调节含镍废水的pH值,使之呈酸性,Ni化合物转化成HCN。由于HCN的蒸气压较高,当向废水中加入气体时,HCN会被气流带走,携带HCN的气体与NaOH溶液接触,HCN与NaOH发生反应,生成NaCN。这种处理含镍废水的方法称为酸回收法。

该方法的优点是试剂来源广泛且价格低廉,处理费用受废水成分影响较小,在Ni化合物浓度较高时有较好的经济效益,且受Ni化合物浓度及废水成分影响较小;缺点是投资较氯氧化法较高,且可能需要二次处理Ni自由基才能达到排放标准。

实验研究方法-生物学方法

含镍废水的生物处理包括两个阶段,第一阶段,革兰氏阴性菌利用镍化合物和镍硫化物中的碳和氮作为食物源,将镍化合物和镍硫化物分解为碳酸盐和氨;第二阶段为硝化阶段,利用好氧自养细菌分解NH3。

生化法的优点是处理后的废水水质好、去除率高、无毒排放,特别是能完全去除SCN-,这是二氧化硫-空气法、过氧化氢氧化法、酸化回收法等无法做到的。缺点是适应性差,只能处理浓度极低、浓度波动范围小的含Ni废水。含Ni废水往往需要稀释后才能处理。由于是微生物处理,需要保持生物生长的适宜范围,因此处理液的温度波动不宜过大。

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