能源節儉 含氰污水 物化技巧 氯氧化法
一、前言
隨著我國經濟的敏捷發展，產業生產技巧水平的一直進步，產業危險廢料的產生量急速增大，品種繁多、性質龐雜，且產生源數量散布普遍。污水處理設備為使污水達到排入某一水體或再次使用的水質要求對其進行凈化的過程。污水處理被廣泛應用于建筑、農業、交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。依據《國度危險廢料名錄》，在產業生產進程中產生的含氰污水，是迫害人類生態環境跟人體健康的重要沾染源之一，如不進行有效處理而隨便排放，不僅對水環境、空氣環境跟泥土環境造成重大的影響跟破壞，還會對人身的保險健康形成直接威脅。因此，深刻研究高毒含氰污水的處理工藝就變得至關重要。物化技巧——氯氧化法作為一種含氰污水的處理方法，在我國危險廢料處理范疇存在普遍的實用性。
二、物化技巧剖析
1、含氰產業污泥概述
氰化物是指化合物分子中含有氰基［-C≡N］的物質，依據與氰基連接的元素或基團是有機物還是無機物可把氰化物分成兩大類，即有機氰化物跟無機氰化物，前者稱為腈，后者常簡稱為氰化物，無機氰化物利用普遍、品種較多。
含氰污水重要是含有無機氰化物成分，屬高毒物質，極少量的氰化物就會使人、畜在很短的時光內中毒逝世亡，含氰化物濃度很低（<0.05mg/L）會使魚等水生物中毒逝世亡，還會造成農作物減產。
含氰污水沾染水體引起魚類、牲畜及至人群急性中毒的事例，國內外都有報道。這些事件是因短期內將大量含氰成分排入水體造成的。因此，在產業生產進程中，必須嚴格把持含氰成分的排放量。尤其要有完美的污水處理設施以減少氰化物的外排量。
本文針對物化技巧——氯氧化法的基本原理、流程、設備選型及將來發展方向，以含氰污水的物化處理方法為例進行探討。
2、物化處理工藝
物化技巧——氯氧化法處理含氰產業污水是一種有效、實用、經濟的方法。
（1）物化技巧——氯氧化法基本原理
利用氯的強氧化性氧化污水中氰化物，使其分解成低毒物或無毒物的方法叫做氯氧化法。在反應進程中，為避免氯化氰跟氯逸入空氣中，反應常在堿性前提下進行，故經常稱做堿性氯化法。氯氧化法于1942年開端利用于產業生產，至今已有六十多年，在我國也有五十余年的利用歷史，而且利用技巧日趨完美，因此，該方法比較成熟。
（2）氯氧化法的優點
①氯氧化法是一種成熟的方法，在工藝設備等方面都積聚了豐富的教訓；
②不少氰化廠用氯氧化法處理含氰廢水能獲得較滿意的后果，氰化物可降落到0.5mg/L甚至更低；
③氰酸鹽能進一步水解，生成無毒物；
④有毒的重金屬生成難溶積淀物，排水含重金屬濃度能合乎國度劃定的排放標準；
⑤投資少，工藝設備簡單，開停簡便易操作。
（3）氯氧化法的反應機理
①不完全氧化（局部氰化）
氯氧化法把氰化物氧化成氰酸鹽時稱氰化物的局部氧化，氰酸鹽在PH６～８時水解生成氨跟碳酸鹽；（該反應需1小時左右的時光）。總反應式如下：
Cl-+ClO-+2H2O＝NH3+ HCO3-+Cl-
或Cl-+Cl2+2OH-+H2O＝NH3+HCO3-+2Cl-
該反應實際加氯比Cl2／CN-=2.73（分量比，以下同）。
②完全氧化
氯把氰化物氧化成氮氣跟碳酸鹽的反應稱為氰化物的完全氧化反應，其總反應式如下：
2CN-+5ClO-+H2O＝2HCO3-+N2↑+5Cl-
或2CN-+5Cl2+10OH-
＝2HCO3-+N2↑+10Cl-+4H2O
該反應實際加氯比Cl2／CN-=6.83，處理１kg氰化物比不完全氧化反應多消耗氯4.1kg／kgCN-。
③論斷
由氯氧化法的反應機理可能看出，通過對反應液的PH值把持，使氰化物獲得完全氧化，以實現污泥降解的達標處理。反應器中設置PH值在線檢測儀，同時設置電極電位檢測儀（ORE），以把持氧化還原反應的進行水平。
三、物化——氯氧化法技巧利用
1、氯氧化法優點
（1）用氯氧化法處理含氰污水能獲得較滿意的后果，氰化物可降落到0.5mg/L甚至更低。
（2）氰酸鹽能進一步水解，生成無毒物。
（3）有毒的重金屬生成難溶積淀物，排水含重金屬濃度能合乎國度劃定的排放標準。
（4）解毒所須要的藥劑（次氯酸鈉）輕易獲得，其特點早已為人所熟悉，可確保保險生產。
2、利用剖析
（1）氯系氧化劑的品種
但凡在水溶液中可能開釋出HCl
O、ClO-、Cl2的藥劑均屬于氯系氧化劑。其中HCl
O、ClO-、Cl2稱為有效氯，也稱活性氯。氯系氧化劑的純度均以含的有效氯（換算成Cl2的量占總量的百分比）來表示。常見的氯系氧化劑有液氯、漂白粉、漂粉精、次氯酸鈉溶液跟二氧化氯。
（2）氯系氧化劑的抉擇
氯氣或者液氯的化學牢固性較差，毒性強、價格高；漂白粉跟漂粉精誠然存在較強的氧化性，但其化學牢固性跟保險性絕對較差，對人體有一定的侵害。二氧化氯氧化性極強，易產生爆炸。
次氯酸鈉因為含有效氯較高，藥劑制備輕易，依據含氰污水來源特點，抉擇次氯酸鈉作為含氰污水處理藥劑。
（3）完全氧化處理工藝前提把持
需把持的工藝前提重要有P
H、攪拌強度、投藥量。
①PH值的把持
PH的把持是破氰反應的要害。局部氧化破氰的速度與PH值密切相干，PH值越高，反應速度越快，也就越徹底。在高PH值下，極毒氣體能敏捷水解生成低毒的氰酸鹽，局部氧化破氰的pH值宜把持在10.5～11.0。
完全氧化破氰的PH宜把持在8.5一9.5較為適合，PH越低，反應速度越快;當PH<3時，氰酸根會水解生成對水體有害的氨，NH3又會與氯生成毒性很強的氯胺。當PH調至8.0一9.0時，邊加藥，邊攪拌，反應池水面上會產生很多大大小小的氣泡，反應敏捷進行。
②攪拌強度
破氰處理時攪拌水平是否激烈對含氰污水處理有十明顯顯的作用。攪拌能使積淀物中的氰徹底破壞，進步了氰的去除率。個別可用水力攪拌跟機械攪拌。依據實驗，以機械攪拌為好，機械攪拌切割作用比水力攪拌強的多，破氰更徹底。局部氧化破氰攪拌時光個別為30～40min，完全氧化破氰攪拌時光個別為40～50 min。
③投藥量
投藥量是既波及處理本錢，又關聯到處理后果的重要因素。污水處理設備為使污水達到排入某一水體或再次使用的水質要求對其進行凈化的過程。污水處理被廣泛應用于建筑、農業、交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。投藥量不夠，則破氰反應不徹底；投藥量過多，不僅造成揮霍，而且使處理水中的余氯量超過容許濃度，對環境不利，因此不可忽視投藥量的把持。對投藥量，可采取以下公式進行把持。
G =K1×K2×Q×CCN/1000×α=K×Q×CCN/1000×α，（kg/h）
式中：
G為投藥量（kg/h）；
Q為含氰污水量，其中。
K1為破壞一份氰所需的活性氯實際值；
K2為保險系數，個別K2=1.2～1.5；
K為投藥比，K=K1×K2。含氰污水有各種簡單情勢，也有各種龐雜情勢，只能用實驗方法求K值。K值個別取8～11，或把持排水中余氯量小于6.0 mg/L；
α為藥劑中含活性氯的百分比；
也可能按實驗判斷的投藥比CN-/Cl-來判斷投藥量。
（4）二次沾染防治辦法
氯氧化法處理含氰污水進程中，因為操作把持跟設備問題，會產生劇毒的氯化氰氣體；為了使氰化物降落到0.5mg/L，必須加入適量的氯，以致處理后廢水中存在余氯，因為加氯尤其是加入漂白粉、漂粉精或次氯酸鈉這些含有效氯低但氯離子濃度高的藥劑，使外排水中氯離子濃度達0.5～15kg/m3；因為氰酸鹽水解生成氨，排水中含有一定數量的氨。這就是氯氧化法產生二次沾染的四大因素。
①氯化氫
解決辦法有兩種，一是進步反應pH值，個別pH值大于9.8即可；二是采取封閉反應器，容器頂部的開釋氣經洗滌處理后再排放。
②余氯
消除余氯的方法通常是向廢水中加入亞硫酸鹽，使余氯還原成氯離子。在處理廢水進程中，一定要把余氯把持在最低限度，以避免沾染，減少氯耗。
③氯離子
以處理含氰化物100mg/L的廢水為例，排水氯離子濃度依據所利用的是液氯、漂白粉、漂粉精跟次氯酸鹽分辨為0.5～1.0、0.6～1.5、0.3～0.85、5～10kg/m3。在危廢處理行業中，通常把含氰污水經解毒后的產生的廢水送污水處理工序對氯離子進行處理，直至達標后場內回用。
④氨
含氰污水處理進程產生的氨數量有限，考慮到逸入大氣一局部以及在水中的硝化作用，排水氨濃度不會太高（<25mg/L），至今尚未見氨沾染的報道。
（5）工藝流程簡述
含氰污水用泵送入氧化還原反應器內，同時加入石灰乳液，使含氰污水始終處于堿性，以避免HCN氣態外逸。當攪拌液的PH值達到9.0～10時結束加入石灰乳液，同時加入NaClO，使CN-被氧化為N2及CO2，直至含氰廢液中的CN-濃度低于0.5mg/L，即可結束增加NaClO。反應液中的石灰乳液與CO2反應會產生CaCO3積淀，另外，含氰廢液中還會有其它金屬離子在堿溶液中產生積淀。因此，需將處理廢液送至板框壓濾機，濾液送污水處理車間處理，濾渣送固化車間固化處理。含氰污水的物化處理工藝流程如圖2所示。
因處理范圍較小，故個別采取間歇式生產工藝。
（6）物料均衡盤算
本文選取海南危廢名目中處理含氰污水為例作物料均衡盤算，廢液中的CN-離子濃度為150mg/L，年消耗次氯酸鈉236.3t/
A、石灰256.5t/
A、硫酸144.0t/a。產生濾渣256.4 t/a，濾液1880.4t/a，因為濾液中可能含有少量的重金屬離子，所以須要送污水處理車間處理，而濾渣則送固化車間處理。
年生產日以300天，生產班子為一班制，設計日處理范圍為6.00t/d，以此做出物料均衡盤算。
（7）設備選型
本工藝的重要設備是接收反應器跟板框壓濾機，其生產才干應達到設計范圍。
①接收反應器
接收反應器的反應時光按0.5～1.0h計，進出料的時光約為1.0h，因此，處理每一批次物料的總時光為2.0h.每天處理3批次，則每批次的處理量為2.1t/次。加藥后處理液總量為2.91t/次。
考慮到反應器因攪拌而輕易產生“液泛”景象，所以，選用容積為3.5m3的反應器（￠1500，H=2300）1臺，因為含氰廢液存在一定的腐化性，因此反應器材質選用碳鋼內襯PE或選用不銹鋼（SUS304）。
②板框壓濾機
因為板框壓濾機須要有較長的保壓時光（具體保壓時光需依據物料的顆粒特點而定），因此不能與反應器同步進行處理。板框壓濾機每天的處理批次為2次，每次處理量為4.6t/次，濾渣量為0.52 t/次。
選用BTWJ6380K-25U板框壓濾機2臺，過濾面積28m2，濾室容積為380L。
（8）自控計劃設計
①設計準則
確保工藝保險、堅固、經濟、高效運行；
選用高機能高價格比的監控體系及儀表。
②自控計劃設計
依據工藝請求，反應器內設置PH值檢測、ORE檢測以及CN-濃度檢測儀。
當含氰廢液注入反應器后，依據反應器液位信號開啟攪拌器開端攪拌；主動開啟石灰乳液泵向反應器增加石灰乳液，PH值達到9.0時，給出關停石灰乳液泵訊號，同時開啟NaClO加藥泵，ORE檢測儀開端捕獲氧化還原反應的終點信號。CN-濃度檢測儀監測全部生產反應進程，以避免ORE檢測到反應結束信號，而CN-濃度還未有達標情況的產生。假如ORE檢測反應已達終點，而CN-濃度尚未達標，則NaClO加藥泵不會結束供藥，直達到標再停加藥泵。
③自控硬件設計
含氰污水處理作為基本功能區，采取IBS體系，由高機能的RFC把持。把持體系裝置直接安頓在含氰污水處理車間的把持室內。
把持體系由把持站跟采集站組成。把持站由冗余的RFC把持器跟多臺彩色顯示器組成；采集站由I/O模塊組成，其采集現場各工藝參數及電氣參數并把持現場調節閥門、機電、泵等履行設備。采集站依據被控對象特點及數量可裝置在現場，與把持站之間采取InterBus通信，實現疾速、大量、保險的數據采集及把持，組成典范的IBS把持體系。操作人員在把持室內，以把持體系的多臺彩色屏幕顯示器（CRT）及其鼠標跟鍵盤為把持中心，實現對工藝設備的集中監測跟把持，以及對工藝設備在啟動、結束跟畸形運行等全進程治理。
四、論斷
（1）危廢行業的含氰污水抉擇次氯酸鈉作為物化處理的還原藥劑，合乎行業處理特點，并能獲得較好的處理后果。
（2）含氰污水的氧化處理分為氰化物的局部氧化跟完全氧化兩種情況，考慮到危廢處理的行業特點，應抉擇完全氧化工藝較為公道。
反應后的產物為N2跟CO2，對環境不會造成沾染，其毛病是處理后的廢液中Cl-含量較高，需在后續的污水處理中予以去除。
（3）含氰污水的氧化反應前提與PH值有很大關聯，首先把反應液的PH值調至8.5～9.5之間，以避免HCl氣體溢出，當CN-被氧化為CNO-時，連續增加藥劑，同時把PH值調至6.5～7.5鄰近，導出反應生成的N2跟CO2。
對破氰氧化反應時光的理解，有助于正確抉擇反應器的容積跟設備的處理才干，同時可能恰當把持藥劑的增加量，以求較低的生產本錢獲得較好的處理后果。經實際證明，反應時光應依據含氰污水攪拌液的不同情況把持在0.5～1.0h較為適合。
（4）該技巧處理含氰污水已勝利利用于實際生產中，在我國公民經濟的各個范疇應當可能得到普遍利用。污水處理設備為使污水達到排入某一水體或再次使用的水質要求對其進行凈化的過程。污水處理被廣泛應用于建筑、農業、交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。在國際上經過長周期運行證明該技巧成熟、進步、保險堅固。在今后的生產實際中，物化——氯氧化法還須要進一步深刻探討，以便為該技巧的進一步開發跟推廣奠定基本。
參考文獻
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