二氧化氯處理高濃度含氰廢水可行性方案

0前言

二氧化氯處理含氰廢水已有報(bào)道［1］，但目前在實(shí)踐中應(yīng)用還少。該廠在廣泛調(diào)研及小試的基礎(chǔ)上，選用了以二氧化氯發(fā)生器為主要設(shè)備的處理工藝。該工藝主要由二氧化氯發(fā)生器、在線pH檢測(cè)儀表及PLC控制箱組成，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)現(xiàn)了pH調(diào)節(jié)、二氧化氯投加、氧化反應(yīng)及廢水排放過(guò)程的全部自動(dòng)化。經(jīng)調(diào)試運(yùn)行表明，該系統(tǒng)處理效率高，運(yùn)行安全可靠。

1二氧化氯處理含氰廢水的原理

二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，與氯氣相比，它具有氧化性更強(qiáng)、操作安全簡(jiǎn)便、受pH值的影響較小的特點(diǎn)。氯氣對(duì)氰化物的氧化通常只將CN-氧化成毒性較小的氰酸鹽(NaCNO),并要求很高的pH值，見(jiàn)反應(yīng)式(1)，而二氧化氯對(duì)氰化物的氧化卻能將CN-氧化成N2和CO2,見(jiàn)反應(yīng)式(2)，徹底消除氰化物的毒性［2］。

CN-＋Cl2＋2OH→CNO-2Cl-＋H2O(1)

2CN-＋2ClO2→2CO2N2＋2Cl-(2)

2處理流程及主要設(shè)備

2.1設(shè)計(jì)參數(shù)

原水水質(zhì)：CN-為100～300mg/L，pH為2。

設(shè)計(jì)水量為30m3/d，采用2個(gè)反應(yīng)罐間歇式交替運(yùn)行，單罐處理量為5m3，因此每日共處理6罐。每罐運(yùn)行時(shí)間為2h，其中加藥0.5h，循環(huán)反應(yīng)1.0h，排水0.5h。

二氧化氯投加量：ClO2（有效氯）/CN-=5

為滿足總量控制的指標(biāo)，要求CN-的去除率必須達(dá)到98%以上，處理后的水通過(guò)與廠區(qū)其它廢水合并，使最終出水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2處理流程

處理流程見(jiàn)圖1。

圖1　含氰廢水 處理流程

2.3主要設(shè)備

(1)二氧化氯發(fā)生器。采用7K型二氧化氯發(fā)生器，產(chǎn)量為7000g/h，發(fā)生器以氯酸鈉和鹽酸為原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)二氧化氯。二氯化氯產(chǎn)量可通過(guò)廢水的pH值和余氯量自動(dòng)調(diào)節(jié)。

(2)反應(yīng)罐。搪玻璃罐，共2個(gè)，尺寸為�¨�1600mm×3700mm，有效容積5m3。采用間歇式交替運(yùn)行。

(3)加堿罐。容積為1m3，堿液為工業(yè)氫氧化鈉，采用2臺(tái)日本產(chǎn)易威奇計(jì)量泵投加。計(jì)量泵的運(yùn)行可根據(jù)反應(yīng)罐中的pH值高低自動(dòng)啟停。保持反應(yīng)罐中的pH為11。有含氰廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。

(4)循環(huán)泵。采用FS型塑料耐腐蝕離心泵。流量�玅��＝19.8m3/h，揚(yáng)程H＝21m。共2臺(tái)。

(5)吸收塔。尺寸為�¨�200mm×2000mm，用聚乙烯管加工制作。主要用來(lái)吸收循環(huán)過(guò)程中從反應(yīng)罐中逸出的剩余二氧化氯和氰氫酸等有害氣體。

(6)自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)由pH探頭、計(jì)量加藥泵、液位計(jì)和控制箱組成，控制箱內(nèi)用PLC進(jìn)行控制，根據(jù)pH探頭反饋的信號(hào)，自動(dòng)控制計(jì)量泵的加堿量，保持最佳的反應(yīng)pH值。使二氧化氯對(duì)氰化物的氧化效率保持在最佳狀態(tài)。同時(shí)，當(dāng)缺藥時(shí)由液位信號(hào)自動(dòng)使系統(tǒng)停機(jī)，以保證加藥的安全及準(zhǔn)確。同時(shí)可以查看中國(guó)污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

3處理結(jié)果

3.1分析方法

pH：PHS酸度計(jì)，CN-：硝酸銀容量法［４］，ClO2：碘量法［３］。

3.2pH值對(duì)二氧化氯氧化效果的影響

在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)罐中pH值的高低對(duì)氰化物的去除率具有明顯的影響。一般資料中認(rèn)為二氧化氯可以在低pH值的條件下對(duì)氰化物進(jìn)行氧化去除［5］，為探討pH對(duì)二氧化氯除氰的影響，采用不同的pH值，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了小試，結(jié)果見(jiàn)圖2。

(原水CN-＝187.5mg/L,ClO2/CN-=4)

由圖2可以看出，pH值對(duì)二氧化氯除氰的效率具有明顯的影響，當(dāng)pH為酸性的情況下，接觸時(shí)間的加長(zhǎng)對(duì)去除率并無(wú)明顯改進(jìn)，CN-的去除率不到20%，這說(shuō)明二氧化氯在酸性條件下，對(duì)氰化物的氧化作用是極低的。當(dāng)pH為弱堿性條件時(shí)，如圖中的pH=7.8,9.8時(shí)，隨著接觸時(shí)間的加長(zhǎng)，去除率也相應(yīng)提高，當(dāng)接觸時(shí)間達(dá)到6h時(shí)，去除率都可達(dá)到80%以上，當(dāng)pH達(dá)到12.4時(shí)，接觸2h的去除率就可達(dá)到98.3%。這說(shuō)明，二氧化氯對(duì)氰化物的氧化作用可以在弱堿性條件下進(jìn)行，這與資料記載相吻合，但相應(yīng)的應(yīng)提高反應(yīng)的時(shí)間。如果需要在短時(shí)間內(nèi)完成，則必須保持較高的反應(yīng)pH值。

4結(jié)論

(1)二氧化氯氧化法是一種有效的去除水中高濃度氰化物的處理工藝。

(2)對(duì)氰化物濃度(以CN-計(jì))在100～300mg/L��的廢水，當(dāng)pH=11.2～12.6，ClO2/CN-＝2.28～5.92時(shí)，去除率大于98%，并且處理效果穩(wěn)定。

(3)原水中氰化物濃度越高，達(dá)到同一去除率時(shí)所需的ClO2/CN-越低。

(4)pH值對(duì)二氧化氯氧化除氰的去除率具有明顯影響，酸性條件下，二氧化氯對(duì)氰化物無(wú)去除作用；弱堿性條件下，氧化速率較慢，需延長(zhǎng)接觸時(shí)間才能取得較高的去除率；當(dāng)在pH＞11的強(qiáng)堿性條件下，30min的接觸時(shí)間去除率即可達(dá)96%以上。

(5)二氧化氯處理系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單，操作安全方便，自動(dòng)化程度高。

參考文獻(xiàn)

1　MyhrstadtJA,JESamdal.BehaviorandDeterminationofChlorineDioide.JAWWA,1969,61.205～208

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3　AietaEM,RobertsPV,HernandezM.Determinationofchlorinedioxide,chlorine,chlorite,andchlorateinwater.JAWWA,1984,76(1)：64

4　水質(zhì)大全編寫組編.水質(zhì)分析大全.北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1989.3

5　二氧化氯發(fā)生器技術(shù)資料.美國(guó)Vulcan/RioLinda公司，1996。來(lái)源：谷騰水網(wǎng)