鋼絲電鍍過程中含氰廢水的處理

1、鋼絲電鍍過程中含氰廢水的處理梁曉文(鄭州金屬制品研究院450007石劍鋒(南京理工水夫環(huán)?？萍加邢薰?10094摘要介紹ClO 2氧化法對(duì)鋼絲電鍍過程中產(chǎn)生含氰廢水的處理工藝及方法。研究pH 值對(duì)除氰率的影響,當(dāng)pH值為酸性的情況下,C N -的去除率不到20%;當(dāng)pH 值大于11時(shí),30min 內(nèi)除氰率可達(dá)95%以上。當(dāng)ClO 2/C N -在3.54.5時(shí)對(duì)C N -質(zhì)量濃度為100300mg/L 的廢水進(jìn)行處理,除氰率高達(dá)99.9%,而且處理效果穩(wěn)定。關(guān)鍵詞二氧化氯;氧化法;氰化物;除氰率中圖分類號(hào)T Q085+.4T reatment of W aste W ater with Cy

2、anide in Course of Steel Wire E lectroplatingLiang X iaowen(Zhengzhou Steel Wire Products Research Institute 450007Shi Jianfeng(Nanjing Ligong Shuifu Environment Protection Science and Technology Co.,Ltd.210094Abstract T o introduce the ClO 2oxidation process and method to dispose steel wire electro

3、plating waste water with cyanogens .The effect of pH value on cyanogens rem oval rate is researched.The result shows that the C N -rem oval rate is less than 20percent when pH value takes on acidity ,the cyanogens rem oval rate is m ore than 95percent in 30minute when pH value is m ore than 11.When

4、ClO 2and C N -mass concentration ratio equals 3.54.5,the cyanogens rem oval rate is up to 99.9%for the waste water with mass concentration of 100300mg/L cyanogens ,and the disposal effect is stable.K eyw ords ClO 2;oxidation method ;cyanogens ;cyanogens rem oval rate在胎圈鋼絲、鋼簾線及氣保焊絲、膠管鋼絲等產(chǎn)品的氰化鍍銅過程中產(chǎn)生的

5、含氰廢水,不經(jīng)治理直接排放,將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。含氰廢水以往采用氯氧化法處理工藝,設(shè)備和工藝復(fù)雜,運(yùn)行成本高,且易產(chǎn)生氯氣二次污染和廢渣污染等問題。采用二氧化氯氧化法取代氯氧化法工藝具有安全、高效、操作簡(jiǎn)單、無二次污染等優(yōu)點(diǎn),實(shí)際應(yīng)用效果理想。1反應(yīng)原理ClO 2是一種強(qiáng)氧化劑,它可將C N -氧化成C O 2和N 2而達(dá)到凈化目的,ClO 2與C N -在堿性條件下能迅速發(fā)生反應(yīng),生成亞氯酸鹽和氰酸鹽。2ClO 2+C N -+H 2O C NO -+2ClO 2-+2H +(1對(duì)于銅、鋅、鎳等重金屬的絡(luò)合氰化物,其反應(yīng)過程分兩步進(jìn)行。首先氰化物被氧化成亞氰酸鹽,同時(shí)ClO 2被還原成亞氯

6、酸鹽,然后亞氯酸鹽在金屬離子的催化作用下進(jìn)一步氧化C N -成為氰酸鹽。2ClO 2+5C N -+H 2O 5C NO -+2Cl -+2H +(2氰酸鹽在ClO 2的氧化作用下,進(jìn)一步水解,分解成C O 2和N 2,實(shí)現(xiàn)含氰廢水處理的目的。6ClO 2+10C NO -+2H 2O 10C O 2+5N 2+4OH -+6Cl -(32試驗(yàn)結(jié)果2.1pH 值對(duì)除氰率的影響為了研究pH 值對(duì)二氧化氯除氰的影響,采用不同的pH 值進(jìn)行了試驗(yàn),其條件及結(jié)果圖1。由圖1可知,pH 值對(duì)二氧化氯除氰的效率具有明顯的影響:當(dāng)pH 值為酸性的情況下,C N -的去除專利技術(shù),專利號(hào):Z L941378.

7、7第30卷第6期金屬制品2004年12月V ol 130N o 16S teel Wire Products December 2004 (廢液中C N -的質(zhì)量濃度C N -=187mg/L ,ClO 2/C N -=4圖1pH 值對(duì)C N -去除率的影響率不到20%,而且增加反應(yīng)時(shí)間對(duì)去除率的影響也不很大,這說明二氧化氯在酸性條件下,對(duì)氰化物的作用是極低的;當(dāng)pH 值為弱堿性條件時(shí),圖1中的pH 值為7.8,9.8時(shí),隨著反應(yīng)時(shí)間的加長,去除率也相應(yīng)提高,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到6h 時(shí),去除率可達(dá)80%以上;當(dāng)pH 值達(dá)到12.4時(shí),反應(yīng)2h 的去除率就可達(dá)96.3%,6h 后達(dá)到99.9%。這說

8、明二氧化氯對(duì)氰化物的氧化作用可以在弱堿條件下進(jìn)行,但相應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間必須加長。如果反應(yīng)需要在短時(shí)間內(nèi)完成,則應(yīng)保持較高的pH 值。實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)pH值為11.6,ClO 2/CN -=4時(shí),C N -的去除率在30min 內(nèi)基本達(dá)到95%以上,效果良好。2.2C N -對(duì)除氰率的影響為了研究濃度對(duì)二氧化氯除氰的影響,在pH值一定的條件下,采用不同的濃度值進(jìn)行了試驗(yàn),結(jié)果如圖2所示 。(pH 值=11.6,ClO 2/C N -=4圖2質(zhì)量濃度對(duì)C N -去除率的影響當(dāng)C N -的質(zhì)量濃度從100mg/L 增加到300mg/L 時(shí),去除率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在質(zhì)量濃度為230mg/L 左右達(dá)到最

9、大值96.6%。說明濃度過大或過小都會(huì)影響去除率。當(dāng)質(zhì)量濃度范圍在100300mg/L 時(shí),去除率在95.0%96.6%之間,變化范圍不大。這說明當(dāng)pH 值為11左右,ClO 2/CN-值為4時(shí),濃度不是影響氰去除率的關(guān)鍵因素。2.3ClO 2/CN -對(duì)除氰率的影響pH 值和濃度不變,采用不同的ClO 2/CN -值進(jìn)行試驗(yàn),研究對(duì)二氧化氯除氰的影響,結(jié)果如圖3所示 。(pH 值=11.6,廢液中氰化物質(zhì)量濃度=230mg/L 圖3ClO 2/C N -對(duì)C N -去除率的影響由圖3可知,當(dāng)pH 值為11.6時(shí)C N -的去除率說明當(dāng)原溶液中氰化物的質(zhì)量濃度大于230mg/L 時(shí),其濃度越大

10、,相應(yīng)的二氧化氯需要量反而越低,表明原溶液氰化物濃度增加時(shí)有利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)ClO 2/CN -值在2.54.8時(shí),去除率在95.0%95.8%之間,變化范圍很小。這說明當(dāng)pH 值為11左右,原溶液氰化物的質(zhì)量濃度為230mg/L 時(shí),ClO 2/CN -值不是影響氰去除率的關(guān)鍵因素。以上試驗(yàn)表明:pH 值對(duì)二氧化氯除氰的效率具有明顯的影響,在酸性條件下,二氧化氯對(duì)氰化物的作用是極低的;弱堿性條件下,氧化速率較慢需延長時(shí)間取得較高去除率;當(dāng)pH 值為1112,ClO 2/CN -=3.54.5時(shí)對(duì)含氰濃度為100300mg/L 的廢水處理,效率最高達(dá)99.9%,平均去除率可達(dá)95%以上。

11、二氧化氯除氰處理效果穩(wěn)定,而且原廢液中氰化物濃度越高,達(dá)到同一去除率時(shí)的ClO 2/CN -越低。說明高濃度的含氰量有利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行,相應(yīng)所需要的ClO 2量就越低。3工藝流程首先將含氰廢水收集在調(diào)節(jié)池內(nèi),處理時(shí)用泵打入堿化池調(diào)節(jié)pH 值,采用pH 計(jì)控制加堿量,然后打入加有聚丙烯酰胺(PAM 和聚合氧化鋁(PAC 94第6期梁曉文等:鋼絲電鍍過程中含氰廢水的處理的絮凝池作預(yù)處理,再進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀,底部沉淀物作排泥處理,上部含氰廢水打入接觸池(反應(yīng)池,同時(shí)加入ClO 2氧化劑,廢水在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間為1530min ,此時(shí)需用電極電位控制儀ORP 或余氯檢測(cè)儀控制ClO 2投加量,Cl

12、O 2/CN -大于3為佳,以提高C N -去除率。氧化反應(yīng)過程中pH 值控制為:前段8.511,后段不小于7,出水殘余ClO 2質(zhì)量濃度ClO 2為13mg/L ,CN -<0.5mg/L ,pH <8,反應(yīng)器出水最后進(jìn)入排放池,經(jīng)檢驗(yàn)合格后直接排放。ClO 2處理含氰廢水的工藝流程見圖4 。1調(diào)節(jié)池;2堿化池;3絮凝池;4沉淀池;5接觸池;6排放池圖4ClO 2處理含氰廢水的工藝流程圖4自動(dòng)控制系統(tǒng)氧化反應(yīng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)分兩部分。一部分為pH 值控制系統(tǒng),由pH 探頭、計(jì)量加藥泵、液位計(jì)和控制箱組成?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)pH 探頭反饋信號(hào),自動(dòng)控制計(jì)量泵的加堿量,保持最佳的反應(yīng)pH 值

13、;另一部分為二氧化氯加藥控制系統(tǒng),由pH 探頭、余氯檢測(cè)儀、電極電位(ORP 控制儀、計(jì)量加藥泵、液位計(jì)和控制箱組成,系統(tǒng)根據(jù)余氯檢測(cè)儀以及pH 探頭的信號(hào)控制二氧化氯的加藥量,使二氧化氯對(duì)氧化物的氧化效率保持在最佳狀態(tài)。同時(shí),當(dāng)缺藥時(shí)通過液位信號(hào)使系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī),以保證加堿和加藥的安全和準(zhǔn)確,實(shí)現(xiàn)含氰廢水處理過程的自動(dòng)控制。5結(jié)論(1二氧化氯除氰處理效果穩(wěn)定,是一種有效去除水中高濃度氰化物的方法;(2pH 值對(duì)二氧化氯除氰的去除率具有明顯的影響,當(dāng)pH 值大于11時(shí),30min 的反應(yīng)時(shí)間去除率可達(dá)95%以上;(3對(duì)于質(zhì)量濃度在100300mg/L 的含氰廢水,當(dāng)pH 值為1112.6之間,ClO 2/CN -為2.54.6時(shí),去除率均在95%以上,并且處理效果穩(wěn)定;(4原水中氰化物濃度越高,反而有利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行,相應(yīng)的ClO 2需要量越低。(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。(收稿日期:2004-06-15作者簡(jiǎn)介梁曉文1972年生,鄭州金屬制品研究院設(shè)計(jì)所工程師。石劍峰1970年生,南京理工水夫環(huán)保科技有限公司工程師。(上接第42頁6結(jié)語造成質(zhì)量問題的原因存在于整個(gè)焊絲生產(chǎn)過程中,而往往在成品時(shí)才被發(fā)現(xiàn)。盤條前處理的好壞和