试论二氧化氯法处理含氰工业废水及效果分析

来源：https://www.shuizhifenxi.com/ 作者：余氯检测仪 时间：2019-07-17

　　摘 要：在我国工业迅速发展的同时，保护环境、采取有效的措施治理工业废水也是极其重要的任务。文章通过实例，对二氧化氯处理含氰废水工艺特点、工艺原理及各处理单元工艺设计参数、自动控制运行参数等进行了分析。实践证明，二氧化氯处理含氰工业废水工艺简单、操作安全方便、自动化程度高。

　　关键词：工业生产;含氰废水;除氰工艺;二氧化氯(ClO2);效果分析

　　随着工业化进程加快，氰化物的来源将更为广泛，在工业生产过程中，冶金化工、选矿、金属加工、塑料、电镀、农药、仪表、煤气、炼焦、炼油、热处理及有机玻璃、丙烯腈合成等生产工艺过程中都有水量、浓度不等的含氰废水排出。若这些含氰废水不经处理直接排放将会造成严重的危害。含氰废水必须先经处理，处理后指标必须绝对达标，其处理工艺包括碱性氯化法、臭氧氧化法、离子交换法、电解法、活性炭吸附法等多种处理方法。本文讨论的是二氧化氯在碱性条件下二步法处理含氰废水的工艺。

　　1 处理工艺特点

　　含氰废水根据成因、水质等因素，其处理工艺包括碱性氯化法、臭氧氧化法、离子交换法、电解法、活性炭吸附法等多种处理方法。在工程实践中，采用较多的是两级碱性氯化法处理工艺，该处理方法稳定、可靠，且处理成本较低，易于实现自动控制。氯化氧化剂可采用液氯、次氯酸钠、二氧化氯、漂白粉等。经过长时间工程实践所积累的数据比较，这几种氯氧化剂消耗量与处理效果等均有不同，具体比较见表1。

　　由表1得出结论：液氯有效氯含量高，但储存和投加设备较为复杂，且安全性较低;次氯酸钠和漂白粉的有效氯含量较低，投加量较大，且产渣量大，清理较麻烦，同时次氯酸钠有效期短，不易储存;而二氧化氯有效氯含量高，可现场制备，原料易于储存，生成和投加设备可自动检测和自动投加，操作简便，安全性高，与其它氯氧化剂相比，有较为显著的优越性，

　　在工程实践中大量采用。

　　2 处理工艺原理

　　根据含氰工业废水的特点，在处理时对氰化物的氧化过程分两步进行，第一步氧化过程是在碱性条件下，氰根离子(CN-)被氧化成亚氯酸盐和氰酸盐;第二步在稍弱的碱性条件下，生成的氰酸盐在ClO2氧化作用下，进一步水解，分解成二氧化碳和氮气，最终实现含氰废水处理的目的。反应式如下：

　　2ClO2+CN-+H2O→CNO-+2ClO2-+2H+ (1)

　　2CNO-+H2O→2CO2↑+N2↑+OH- (2)

　　对于铜、锌、铅、镍等重金属的络合氰化物，其反应过程分两步进行。首先氰化物被氧化成氰酸盐，同时ClO2被还原成

　　亚氯酸盐，然后亚氯酸盐在金属离子的催化作用下进一步氧化CN-成为氰酸盐，其反应方程式如下：

　　2ClO2+5CN-+H2O→5CNO-+2Cl-+2H+ (3)

　　2CNO-+H2O→2CO2↑+N2↑+OH- (4)

　　3 处理工艺流程

　　某工业生产线排放含氰废水，废水量为3 m3/h，CCN-为30 mg/L，采用二段式碱性氯化法，具体工艺设计流程见图1。

　　4 各处理单元工艺设计参数

　　(1)含氰废水调节池：主要作用是平衡水质、水量，有效容积采用12 m3，停留时间4 h，水质来源为原水进水和过滤器反冲洗排水。

　　(2)二氧化氯发生器：采用化学法二氧化氯发生器，反应药剂从盐酸罐、NaClO溶液罐负压自吸进入二氧化氯发生器，通过自动加药装置投加到破氰反应罐a，理论上ClO2投药比ρ(ClO2/CN-)=1.04，而实际操作中因有多种副反应产生干扰，造成ClO2消耗量增加，为确保废水处理后[CN-]<0.5 mg/L，实际ClO2投药比ρ(ClO2/CN-)采用4。由ORP控制仪控制二氧化氯的投加。

　　(3)破氰反应罐a：采用下进水、上出水方式，有效容积为1.25 m3，停留时间25 min。反应罐设搅拌器，角速度为166 r/min，出口位置设ORP电极、H计探头，控制碱液和二氧化氯的投加。

　　(4)破氰反应罐b：有效容积为1.25 m3，停留时间25 min，中间设置隔板，板底设置导流水口，上端进水，上端出水。出口处设置ORP电极、pH计探头。推流式反应，水流速度小于0.1 m/s，出水溢流进斜管沉淀池。

　　(5)斜管沉淀池：表面负荷采用2 m3/(m2h)，有效容积为5.7 m3，停留时间1.9 h，混凝反应段投加PAM混凝剂，投加量采用2 mg/L，通过柱塞泵投加。

　　(6)中间水池：有效容积为3 m3，停留时间1 h，为石英砂过滤器加压泵泵前水池。

　　(7)石英砂过滤器：压力容器，承压1.0 MPa;强制滤速：16 m/h，装填滤料石英砂：最大粒径dmax=1.2 mm，最小粒径dmin=0.5 mm，不均匀系数K80=d80/d10≤20，工作周期：12～24 h，采用气水反冲，反冲强度：24～48 m/h，反冲历时：6～8 min。

　　(8)清水池，有效容积为15 m3，停留时间5 h，提供石英砂过滤器反冲洗用水。设置溢流排水或回用水设备。在排水口处设置余氯计，通过余氯量监测二氧化氯投加量。

　　5 工艺自控运行参数

　　本工艺采用自动控制系统，通过工艺参数的监测控制药剂投加量，保证设备自动运行，具体自控点位及控制参数如下：

　　(1)ORP电极控制仪，通过破氰反应罐电极电位控制二氧化氯发生器投药量，其中破氰反应罐a的ORP值保持在300～330，破氰反应罐b的ORP值保持在600～650。

　　(2)pH计与碱液池出水电动阀连接，控制破氰反应罐a、b的pH值。根据长期实践经验总结，破氰反应最佳pH值控制范围应该为：破氰反应罐a的pH值保持在11～13;破氰反应罐b的pH值保持在8～9。

　　(3)余氯计，设置在清水池出口处，余氯量可以反映出工艺过程中氰化物被氧化程度，通过实践经验总结，余氯控制在3～6 mg/L左右，CN-浓度一般来说都可以控制在0.5 mg/L以下。

　　6 实际运行效果分析

　　该套处理系统投入运行后，处理效果非常稳定，盐酸、NaClO使用量小于设计值，工业用NaOH使用量略大于实际值，出水CN-含量稳定在0.15～0.3 mg/L。实践证明，保证破氰过程中的pH值是处理效果达到要求的关键因素，而出水中的余氯监测则是保证有效氯投加的关键;这两点因素都严格控制在要求范围中，即使原水中CN-含量发生一点波动，也不影响出水效果的稳定。

　　7 结束语

　　总之，二氧化氯作为一种新型、高效、安全的含氰废水方法，与氯气相比，它具有氧化性更强、操作安全简便、受pH值的影响较小的特点。由于其先进性与安全性，尤其由于工业的发达导致的环境、水体污染，与传统的处理方法相比，更显示出强大的优势与生命力，并大有取代传统的液、漂白粉、次氯酸钠等消毒方法的趋势。

　　参考文献

　　1 熊如意、乐美承.氰法提金工艺含氰废水处理[J].湖南有色金属，2010(2)

　　2 邹晓男.金矿含氰废水处理技术[J].广东微量元素科学，2008(11)

——本文由丰临科技整理发布，内容供参考，如有侵权，请联系删除，谢谢！上海丰临科技有限公司为你提供浊度仪(浊度计)、在线浊度仪、余氯仪、余氯分析仪、工业在线pH计、cod测定仪、pH计等多种水质检测仪，水质分析仪，欢迎您前来选购，丰临科技竭诚为您服务！