李炳清

（廣州宇晴環(huán)境顧問(wèn)工程有限公司，廣東 廣州 511400）

二氧化氯因其強(qiáng)氧化性及其他一些優(yōu)良性能，已在飲用水消毒、醫(yī)療器械消毒、紙漿漂白等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而在工業(yè)廢水處理上也顯示了很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到重視。在濕法冶煉中的NaCN浸出工藝、機(jī)械加工中氰化電鍍等過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含氰廢水。由于含氰廢水屬于高毒性無(wú)機(jī)廢水，對(duì)生物和環(huán)境均有較強(qiáng)的毒害作用，且在酸性條件下會(huì)產(chǎn)生劇毒的氫氟酸氣體，直接有致命的危害。因此，對(duì)含氰廢水進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)排放或回用于生產(chǎn)都具有重要的現(xiàn)實(shí)和社會(huì)意義。

1 含氰廢水處理工藝特點(diǎn)

含氰廢水處理工藝包括堿性氯化法、離子交換法、電解法等多種處理方法。在工程實(shí)踐中，采用較多的是兩級(jí)堿性氯化法處理工藝，該方法穩(wěn)定、可靠，且成本較低，易于自控。氯化劑可采用液氯、次氯酸鈉、二氧化氯、漂白粉等。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，幾種氯氧化劑消耗量與處理效果具體比較見(jiàn)表1。

表1 氯氧化劑投加量及除氰特點(diǎn)比較表

由表1可得出結(jié)論：液氯有效氯含量高，但儲(chǔ)存和投加設(shè)備復(fù)雜，安全性較低；次氯酸鈉和漂白粉的有效氯含量低，投加量大，產(chǎn)渣量大，且次氯酸鈉有效期短，不易儲(chǔ)存；而二氧化氯有效氯含量高，可現(xiàn)場(chǎng)制備，原料易于儲(chǔ)存，生成和投加設(shè)備可自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)投加，操作簡(jiǎn)便，安全性高，有顯著的優(yōu)越性。本文討論的就是二氧化氯在堿性條件下二步法處理含氰廢水的工藝。

2 處理工藝原理

二氧化氯為強(qiáng)氧化劑，對(duì)于氰化物的氧化過(guò)程分兩步進(jìn)行，第一步在堿性條件下，氰根離子（CN－）被氧化成亞氯酸鹽和氰酸鹽；第二步在稍弱堿性條件下，生成的氰酸鹽在ClO2氧化作用下，進(jìn)一步水解，分解成二氧化碳和氮?dú)?。反?yīng)式如下：

3 處理工藝流程

某電鍍生產(chǎn)線排放含氰廢水，廢水量3 m3/h，CN－30 mg/L，采用二段式堿性氯化法，具體工藝設(shè)計(jì)流程見(jiàn)圖1。

圖1 除氰工藝流程圖

4 各處理單元工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）含氰廢水調(diào)節(jié)池：有效容積12 m3，停留時(shí)間4 h。

（2）二氧化氯發(fā)生器：反應(yīng)藥劑負(fù)壓自吸進(jìn)入二氧化氯發(fā)生器，通過(guò)自動(dòng)加藥裝置投加到破氰反應(yīng)罐 a，ClO2投藥比理論上 ρ（ClO2/CN－）＝1.04，而實(shí)際中多種副反應(yīng)干擾，造成ClO2消耗量增加，為確保廢水處理后［CN－］＜0.5 mg/L，實(shí)際ClO2投藥比ρ（ClO2/CN－）采用4。

（3）破氰反應(yīng)罐 a：采用下進(jìn)水上出水方式，有效容積1.25 m3，停留時(shí)間25 min。反應(yīng)罐設(shè)攪拌器，角速度為166 rpm，出口位置設(shè)ORP電極、PH計(jì)探頭，控制堿液和二氧化氯投加。

（4）破氰反應(yīng)罐b：有效容積1.25 m3，停留時(shí)間25 min，中間設(shè)隔板，板底設(shè)置導(dǎo)流水口，上端進(jìn)水上端出水。出口處設(shè)置ORP電極、PH計(jì)探頭。水流速度小于0.1 m/s。

（5）斜管沉淀池：表面負(fù)荷2 m3/（m2·h），有效容積5.7 m3，停留時(shí)間1.9 h，混凝反應(yīng)段投加PAM混凝劑，投加量采用2 mg/L。

（6）石英砂過(guò)濾器：強(qiáng)制濾速：16 m/h；裝填濾料石英砂：d0.6～0.8（K80＜1.25）；工作周期：12～24 h；反沖強(qiáng)度：24～48 m/h；反沖歷時(shí)：6～8 min。

（7）清水池，有效容積15 m3，停留時(shí)間5 h。在排水口處設(shè)置余氯計(jì)。

5 工藝自控運(yùn)行參數(shù)

本工藝采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，具體自控點(diǎn)位及控制參數(shù)如下：

（1）ORP電極控制儀，通過(guò)破氰反應(yīng)罐電極電位控制二氧化氯發(fā)生器投藥量，其中破氰反應(yīng)罐a的ORP值保持在300～330，破氰反應(yīng)罐b的ORP值保持在600～650。

（2）PH計(jì)與堿液池出水電動(dòng)閥連接，控制破氰反應(yīng)罐a，b的pH值。根據(jù)長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，破氰反應(yīng)最佳pH值控制范圍應(yīng)該為：破氰反應(yīng)罐a的pH值保持在11～13；破氰反應(yīng)罐b的pH值保持在8～9。

（3）余氯計(jì)設(shè)在清水池出口處，余氯量可以反映出工藝過(guò)程中氰化物被氧化程度，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，余氯控制在3～6 ppm左右，CN－濃度一般來(lái)說(shuō)都可以控制在0.5 mg/L以下。

6 實(shí)際運(yùn)行效果

該套系統(tǒng)效果穩(wěn)定，出水CN－含量在0.15～0.3 mg/L，實(shí)踐證明，保證破氰過(guò)程中的pH值是達(dá)到處理效果的關(guān)鍵因素；出水余氯監(jiān)測(cè)則是保證有效氯投加的關(guān)鍵；在這兩點(diǎn)因素都嚴(yán)格控制時(shí)，原水中CN－含量發(fā)生一點(diǎn)波動(dòng)，也不影響出水效果的穩(wěn)定。

7 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100～300 mg/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，30 min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。