含氰废水如何处理

含氰废水如何处理

含氰废水是含有多种氰化物的一类废水的统称。

氰化物与金属有很强的络合能力，因此氰化物（CN-）在氰化提金、氰化电镀金属等工艺过程中被广泛用作强络合剂。同时，氰化物作为重要的化工原料，广泛应用于合成纤维、染料制造、合成橡胶、炼焦、有机玻璃等工业。

氰化物毒性极大，含氰废水若不经处理直接排放，将对人畜及植物造成极大危害，因此从生物安全和环境工程角度，含氰废水必须进行处理。

将中高浓度含氰废水还原至低浓度处理较为容易，工艺也比较成熟，一般采用酸挥发-碱吸收、膜法、铁盐络合沉淀法等方法回收氰化物，可将废水中氰化物含量降低至20mg/L以下。

含氰废水处理的难点在于处理低浓度含氰废水达到排放要求，本项目处理的废水中氰化物含量为150mg/L，属于中低浓度含氰废水。针对活性炭催化氧化法和臭氧法的不足，本项目取上述两种方法的优点，拟采用活性炭催化臭氧化技术处理含氰废水。

1. 实验部分

1.1 活性炭预处理

使用前将活性炭浸泡在大量蒸馏水中4h，然后将清洗过的活性炭放入真空干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，对活性炭进行筛分，选取不同粒径的活性炭作为实验活性炭。

1.2 实验装置

实验装置主要由臭氧发生器、气-液-固三相催化臭氧氧化反应器、臭氧尾气吸收装置三部分组成。三相发生器为圆柱形玻璃反应器，内径50mm，高450mm。顶部设置臭氧吸收装置；外层设置冷凝水夹层，起到控温作用；底部设置气体分布器。

1.3 实验步骤

称取一定量处理后的活性炭，投入装有1L模拟含氰废水的反应器中，从反应器底部多孔气体分布板通入臭氧，使气泡分散，带动反应器内液体循环，使催化剂处于流化状态，每隔一定时间间隔取样分析。

1.4 检测方法

液相中臭氧浓度测定采用靛蓝二磺酸钠(IDS)分光光度法[10];CN-含量检测采用吡啶-巴比妥酸比色法;pH值测定采用上海雷磁仪器公司的pHSJ-3F酸度计。

2.结果与分析

2.1 反应温度的影响

研究了不同温度对反应体系的影响，结果如图1所示。

图1 温度对CN-去除率的影响

由图1可知，当温度较低（10～30℃）时，CN-去除率随温度的升高呈现较小上升趋势，说明在低温下，活化能在反应中起主导作用。当温度较高（30～55℃）时，CN-去除率随温度的升高有明显的下降趋势，说明在高温下，活性炭的吸附作用和臭氧的气液传质作用强于活化能对反应的贡献，该反应不适宜在高温下进行，因此活性炭催化降解含氰废水的适宜温度为30℃。

2.2 活性炭粒径

研究了活性炭粒径对处理效率的影响，结果如图2所示。

图2 活性炭粒径对CN-去除率的影响

如图2所示，在实验颗粒范围内，活性炭粒径对处理效果影响不明显，实验所用的3种不同粒径的活性炭均为同一类型的活性炭，比表面积相同，但由于粒径不同，表面面积也不同，粒径对CN-处理效果影响较小，说明活性炭的表面积对活性炭的吸附和催化效果影响不大。

2.3 臭氧投加量

通过改变臭氧发生器出口的气体流量，考察不同臭氧投加量对CN-的去除情况，结果如图3所示。

图3 臭氧投加量对CN-去除率的影响

如图3所示，随着臭氧投加量的增加，CN-去除率有较大的增幅。随着臭氧流量的增加，参与反应的臭氧量增加；另外，随着臭氧流量的增加，气液界面面积增大，从而强化了传质过程和体系的流化状态，降低了气液传质过程的阻力，提高了CN-去除率。但随着臭氧投加量的增加，CN-去除率的增长速度变慢。这说明当臭氧流量较大时，体系的流化效果较臭氧投加量较小时有了很大的提高，反应在液相中消耗的臭氧可以很快得到补充，此时气液传质不再是反应的控制因素。因此，增加臭氧流量并不会对去除效果有太大的改善。因此，适宜的臭氧投加浓度为30mg/min。

2.4 活性炭投加量

图4显示了活性炭添加量对CN-去除效率的影响。

图4 活性炭添加量对CN-去除率的影响

由图4可知，随着活性炭投加量的增加，CN-去除率逐渐提高，当活性炭投加量为2～10g时，提高最为明显；当活性炭投加量为14g/L时，CN-去除率为96.5%，是单独臭氧氧化的1.5倍；当活性炭投加量继续增加时，提高幅度不明显，因此适宜的活性炭投加量为14g/L。

2.5 pH

在活性炭催化臭氧化去除CN-的过程中，pH值对活性炭的吸附有一定的影响，因此，研究了pH值对活性炭催化臭氧化去除CN-的影响，结果如图5所示。

图5 pH值对CN-去除率的影响

由图5可知，当pH值在4～10范围内时，CN-去除率提升最快；当pH值为10时，处理30 min后，CN-去除率为99.8%，水中残留CN-浓度为0.3 mg/L，满足氯碱工业水质要求；当pH值大于10时，CN-去除率提升不明显，因此选择pH=10。