CN106966488A - 一种次氯酸钠‑超声复合处理含氰废水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明主要解决的技术问题是提供一种次氯酸钠‑超声复合处理含氰废水系统，可以提高氰根净化深度，减少次氯酸钠用量，缩短反应时间，减少基础建设投资。该次氯酸钠‑超声复合处理含氰废水系统由一级处理系统和二级处理系统组成，一级处理系统用于氰化物的初步氧化，将氰化物氧化成CNO‑，二级处理系统用于氰化物的深度氧化，将CNO‑进一步氧化成CO2和N2，二级处理系统的输入端连接在一级处理系统的输出端。一级处理系统包括碱溶液供给单元、混合单元Ⅰ、次氯酸钠供给单元Ⅰ和次氯酸钠‑超声复合处理单元Ⅰ；二级处理系统包括酸溶液供给单元、混合单元Ⅱ、次氯酸钠供给单元Ⅱ和次氯酸钠‑超声复合处理单元Ⅱ。
Description
技术领域
本发明涉及一种含氰废水的处理系统，更具体的说是一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统。
背景技术
含氰废水泛指含有各种氰化物的废水。由于氰基具有强络合作用，因而氰化物被广泛用于选矿精炼、焦化、电镀、金属加工等领域；作为一种重要的化工原料，氰化物又被大量用于合成橡胶、纤维和染料等工业。氰化物属于剧毒物，它会与人体内高铁细胞色素氧化酶结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶而失去传递氧的功能，从而使细胞呼吸受到麻痹而引起窒息死亡。含氰废水排放到自然界环境中会严重污染环境，并严重威胁人类的健康。因此，含氰废水的排放浓度必须低于国家制定的氰化物排放标准0.5mg/L。尽管企业采用多种方法处理含氰废水，但仍有许多企业超标排放。因此，寻找一条操作简单、成本低廉、处理效果好的新途径成为广大研究工作者努力的方向。此外，如何合理处理含氰废水是当今环境保护工作面临的突出问题。
被美国工业界誉为“工业味素”的功率超声技术与检测超声、医疗超声并称为超声波应用的三驾马车，其主要利用超声波场在周围介质中所产生的强烈空化、热、机械等效应，改变介质的物理、化学属性。近年来，超声波技术处理降解水中的化学污染物尤其是难降解有机污染物的应用取得了很大的进展，它是一项新型的水处理技术，集高温热解、高级氧化及超临界氧化等多种技术于一身，具有降解效率高、适用范围广，且可以与其它水处理技术联合作用的优点。高能超声波在废液中产生强烈的空化效应，产生的自由基可以强化次氯酸钠与氰化物间的氧化反应，并可将溶液中的部分水分解成OH-、H+，同时产生一定量的H2O2，而H2O2具有强烈的氧化性。因此，次氯酸钠-超声复合可以提高氰根净化深度，减少次氯酸钠用量，缩短反应时间，减少基础建设投资。
利用氯氧化氰化物，使其分解成低毒物或无毒物的方法叫氯氧化法。常见的含氯药剂有氯气、液氯、漂白粉、次氯酸钙和次氯酸钠等。实际上它们在溶液中都生成OCl-，然后进行氧化反应。一般氯氧化法在碱性条件下进行，故又称碱性氯化法。碱性氯化法的原理是在碱性介质中，首先用含氯药剂使废水中的氰化物氧化为氰酸盐，进一步氧化为二氧化碳和氮。碱性氯化法适用于水量和浓度均可变的含氰废水处理。该方法处理含氰废水效果好、设备简单、便于管理、生产过程中宜实现自动化，是工艺比较成熟和普遍采用的方法之一。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统，可以提高氰根净化深度，减少次氯酸钠用量，缩短反应时间，减少基础建设投资。
为解决上述技术问题，本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统由一级处理系统和二级处理系统组成，一级处理系统用于氰化物的初步氧化，将氰化物氧化成CNO-，二级处理系统用于氰化物的深度氧化，将CNO-进一步氧化成CO2和N2，二级处理系统的输入端连接在一级处理系统的输出端；
一级处理系统包括碱溶液供给单元、混合单元Ⅰ、次氯酸钠供给单元Ⅰ和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ，碱溶液供给单元的输出端连接在混合单元Ⅰ的输入端，碱溶液供给单元提供碱溶液调节含氰废水的酸碱度，使得含氰废水的酸碱度在9和10之间；混合单元Ⅰ混合含氰废水与碱液，使含氰废水的酸碱度均匀，混合单元Ⅰ的输出端连接着次氯酸钠供给单元Ⅰ的输出端并连接着次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ的输入端；次氯酸钠供给单元Ⅰ提供次氯酸钠溶液，次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ对含氰废水进行氧化处理；
二级处理系统包括酸溶液供给单元、混合单元Ⅱ、次氯酸钠供给单元Ⅱ和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ，酸溶液供给单元的输出端连接在次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ的输出端并连接在混合单元Ⅱ的输入端，酸溶液供给单元提供酸溶液调节含氰废水的酸碱度，使得含氰废水的酸碱度在7和8之间；混合单元Ⅱ混合含氰废水与酸液，使含氰废水的酸碱度均匀，混合单元Ⅱ的输出端连接着次氯酸钠供给单元Ⅱ的输出端并连接着次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ的输入端；次氯酸钠供给单元Ⅱ提供次氯酸钠溶液，次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ对含氰废水进行氧化处理。
次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ对含氰废水产生强烈的空化作用，可以强化次氯酸钠与氰化物之间的氧化反应。一级处理系统处理后进入二级处理系统处理上，二级处理系统与一级处理系统程相似，唯一不同之处是一级处理系统中使用的是碱性溶液，混合后pH＝9～10。而二级处理系统中使用的是酸性溶液，混合后pH＝7～8。
作为本发明的进一步优化，本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统所述次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ结构相同，均由多个复合处理单元相互之间通过管道串联或并联或串并联混合连接。
作为本发明的进一步优化，本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统所述碱溶液供给单元和酸溶液供给单元结构相同，所述碱溶液供给单元包括碱溶液储罐、碱溶液供给泵、碱溶液调节阀、碱溶液流量表和碱溶液注入器，碱溶液供给泵连接在碱溶液储罐的出口，碱溶液调节阀连接在碱溶液供给泵的出口，碱溶液调节阀的输出端通过管道连接在碱溶液注入器的输入端上，碱溶液注入器的输入端连接有含氰废水管线，碱溶液流量表安装在连接碱溶液调节阀和碱溶液注入器的管道上；所述碱溶液注入器为圆形管道；所述的酸溶液供给单元包括酸溶液储罐、酸溶液供给泵、酸溶液调节阀、酸溶液流量表和酸溶液注入器，酸溶液供给泵连接在酸溶液储罐的出口，酸溶液调节阀连接在酸溶液供给泵的出口，酸溶液调节阀的输出端通过管道连接在酸溶液注入器的输入端上，酸溶液注入器的输入端还连接有次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ的输出端，酸溶液流量表安装在连接酸溶液调节阀和酸溶液注入器的管道上，所述酸溶液注入器为圆形管道。
作为本发明的进一步优化，本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统所述混合单元Ⅰ和混合单元Ⅱ结构相同，混合单元Ⅰ包括混合器，混合器的输入端连接着碱溶液注入器的输出端，混合器的输出端连接着次氯酸钠供给单元Ⅰ的输出端；混合单元Ⅱ包括混合器，混合单元Ⅱ中的混合器的输入端连接着酸溶液注入器的输出端，混合单元Ⅱ中的混合器的输出端连接着次氯酸钠供给单元Ⅱ的输出端。
作为本发明的进一步优化，本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统所述复合处理单元包括超声波换能器、处理容器和超声波电源及控制单元，超声波换能器位于处理容器内，超声波电源及控制单元控制超声波换能器的工作状态并通过导线与超声波换能器连接。
作为本发明的进一步优化，本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统所述复合处理单元还包括多个支撑架，支撑架安装在处理容器内，并且超声波换能器套在支撑架上。
作为本发明的进一步优化，本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统所述支撑架上设有多个螺纹孔，处理容器与支撑架之间通过螺栓连接，或支撑架通过焊接连接在处理容器内。
作为本发明的进一步优化，本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统所述复合处理单元还包括设有外螺纹的导线隔离套，导线隔离套内部设有通孔，导线隔离套的一端螺纹连接在超声波换能器上，导线隔离套的另一端螺纹连接在处理容器上，导线一端连接在超声波换能器上，另一端穿过导线隔离套内部的通孔连接超声波电源及控制单元。
作为本发明的进一步优化，本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统所述处理容器的输入端和输出端均连接有变径接头Ⅰ，变径接头Ⅰ的大端连接着处理容器。
本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统的有益效果为：
1.能够有效降低含氰废水中CN-的含量，达到排放标准，同时能够降低废水中有机物和聚合物的含量，降低了废水的粘度，减轻对环境的污染。
2.本发明中使用的超声功率较大，能够有效提高处理效率并提升处理效果。
3.本系统采用多个复合处理单元增加了超声处理时间，能够有效提升改质效果。
4.通过复合处理单元的入口或出口连接变径接头Ⅰ，从而增加含氰废水在处理容器内的停留时间，从而延长了超声处理时间，能够有效提升改质效果。
5.本发明中采用密封注入酸碱溶液和次氯酸钠溶液的方式，避免了处理过程中剧毒的含氰气体挥发逸出。
6.本发明中设置有导线隔离套，可以有效防止导线接触含氰废水，引起短路，从而造成线路损坏。
7.本发明可以进行连续工作，工作效率高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统的结构框图。
图2为本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统的部分结构示意图。
图3为图2中的局部示意图。
图4为图3中A向示意图。
图中：碱溶液储罐1；碱溶液供给泵2；碱溶液调节阀3；碱溶液流量表4；碱溶液注入器5；混合器6；变径接头Ⅰ7；超声波换能器8；处理容器9；超声波电源及控制单元10；支撑架11；导线隔离套12；次氯酸钠供给单元Ⅰ13。
具体实施方式
下面结合图1、2、3、4说明本实施方式，本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统，可以提高氰根净化深度，有效降低含氰废水中CN-的含量，同时能够降低废水中有机物和聚合物的含量，减少次氯酸钠用量，缩短反应时间，减少基础建设投资，能够降低了废水的粘度，达到排放标准的同时减轻对环境的污染。
为解决上述技术问题，本发明一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统由一级处理系统和二级处理系统组成，一级处理系统用于将氰化物氧化成CNO-，二级处理系统用于将CNO-进一步氧化成CO2和N2，二级处理系统的输入端连接在一级处理系统的输出端；含氰废水先经过一级处理系统处理，然后再通过二级处理系统处理。
一级处理系统包括碱溶液供给单元、混合单元Ⅰ、次氯酸钠供给单元Ⅰ和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ，碱溶液供给单元的输出端连接在混合单元Ⅰ的输入端，碱溶液供给单元提供碱溶液调节含氰废水的酸碱度，使得含氰废水的酸碱度在9和10之间，在该环境下，氧化反应的中间产物容易迅速的转化为CNO-，利于氧化反应的进行；混合单元Ⅰ混合含氰废水与碱液，使含氰废水的酸碱度均匀，混合单元Ⅰ的输出端连接着次氯酸钠供给单元Ⅰ的输出端并连接着次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ的输入端，混合单元Ⅰ将含氰废水和碱溶液混合均匀后通过次氯酸钠供给单元Ⅰ加入次氯酸钠溶液，次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ对混入次氯酸钠溶液的含氰废水进行初步氧化，将氰化物氧化成毒性很小的CNO-。
二级处理系统包括酸溶液供给单元、混合单元Ⅱ、次氯酸钠供给单元Ⅱ和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ，酸溶液供给单元的输出端连接在次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ的输出端并连接在混合单元Ⅱ的输入端，酸溶液供给单元提供酸溶液调节含氰废水的酸碱度，使得含氰废水的酸碱度在7和8之间，因为当pH>8.5的时候，反应生成的CO2将形成半化合状或化合状CO2，不利于氧化反应的进行；经过一级处理系统处理后的含氰废水通过酸溶液供给单元混入酸溶液，使得氰废水的酸碱度在7和8之间，并通过混合单元Ⅱ混合含氰废水与酸液，使含氰废水的酸碱度均匀，混合单元Ⅱ的输出端连接着次氯酸钠供给单元Ⅱ的输出端并连接着次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ的输入端；次氯酸钠供给单元Ⅱ提供次氯酸钠溶液，次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ对含氰废水进行深度氧化，将一级处理系统的产物CNO-进一步氧化成无毒的CO2和N2。
所述次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ结构相同，均由多个复合处理单元相互之间通过管道串联或并联或串并联混合连接。复合处理单元内的超声设备在废水中产生强烈的空化作用，可以强化次氯酸钠与氰化物之间的氧化反应，有效降低含氰废水中CN-的含量，同时能够降低废水中有机物和聚合物的含量，降低了废水的粘度。多个复合处理单元可以通过水管管连接贯通，含氰废水和次氯酸钠的混合液沿着管道流通的过程中便被次氯酸钠协同超声进行深度氧化。
所述的碱溶液供给单元和酸溶液供给单元结构相同，所述碱溶液供给单元包括碱溶液储罐1、碱溶液供给泵2、碱溶液调节阀3、碱溶液流量表4和碱溶液注入器5，碱溶液供给泵2通过螺纹连接或焊接等方式连接在碱溶液储罐1的出口，碱溶液调节阀3通过螺纹连接或焊接等方式连接在碱溶液供给泵2的出口，碱溶液调节阀3的输出端通过管道连接在碱溶液注入器5的输入端上，管道与碱溶液调节阀3和碱溶液注入器5之间通过螺纹连接或焊接等方式进行连接。碱溶液注入器5的输入端通过螺纹连接或焊接等方式连接有含氰废水管线，碱溶液流量表4通过螺纹连接或焊接等方式安装在连接碱溶液调节阀3和碱溶液注入器5的管道上。碱溶液储罐1用于储存碱溶液，避免碱溶液暴露在空气中出现氧化变质。碱溶液供给泵2用于将碱溶液储罐1中的碱溶液抽出并送入混合单元Ⅰ中。缺少碱溶液供给泵2的作用，碱溶液储罐1中的压力可能不足以使得碱溶液顺畅流动。碱溶液供给泵2需要能够运输高粘度液体，选择使用泊头市大红泵业制造有限公司的NYP-100型供给泵。碱溶液调节阀3用于调控碱溶液的流量，碱溶液调节阀3选择调压球阀，可直接购买。碱溶液流量表4选择江苏常州市成丰仪表的LWGY系列流量计，用于记录实际进入碱溶液注入器5中的碱溶液流量。碱溶液注入器5是一个圆柱形的管，用于连接含氰废水管线和碱溶液管线，实现含氰废水和碱溶液的初步混合。碱溶液注入器5的输出端连接着混合器6的输入端，将初步混合的含氰废水和碱溶液混合液送入混合器6中。
所述的酸溶液供给单元包括酸溶液储罐、酸溶液供给泵、酸溶液调节阀、酸溶液流量表和酸溶液注入器，酸溶液供给泵通过螺纹连接或焊接等方式连接在酸溶液储罐的出口，酸溶液调节阀通过螺纹连接或焊接等方式连接在酸溶液供给泵的出口，酸溶液调节阀的输出端通过管道连接在酸溶液注入器的输入端上，管道与酸溶液调节阀和酸溶液注入器之间通过螺纹连接或焊接等方式进行连接。酸溶液注入器的输入端还通过螺纹连接或焊接等方式连接有次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ的输出端，酸溶液流量表通过螺纹连接或焊接等方式安装在连接酸溶液调节阀和酸溶液注入器的管道上。
酸溶液储罐用于储存酸溶液，避免酸溶液暴露在空气中出现氧化变质。酸溶液供给泵用于将酸溶液储罐中的酸溶液抽出并送入混合单元Ⅱ中。缺少酸溶液供给泵的作用，酸溶液储罐中的压力可能不足以使得酸溶液顺畅流动。酸溶液供给泵需要能够运输高粘度液体，选择使用泊头市大红泵业制造有限公司的NYP-100型供给泵。酸溶液调节阀用于调控酸溶液的流量，酸溶液调节阀选择调压球阀，可直接购买。酸溶液流量表选择江苏常州市成丰仪表的LWGY系列流量计，用于记录实际进入酸溶液注入器中的酸溶液流量。酸溶液注入器是一个圆柱形的管，用于连接一级处理系统的输出端和酸溶液管线，实现一级处理系统处理后的含氰废水和酸溶液的初步混合。酸溶液注入器5的输出端连接着二级处理系统中的混合器的输入端，将初步混合的含氰废水和酸溶液混合液送入二级处理系统中的混合器中。
次氯酸钠供给单元Ⅰ和次氯酸钠供给单元Ⅱ与酸溶液供给单元的结构相
同，包括次氯酸钠溶液储罐、供给泵、调节阀、流量表和注入器。
所述的混合单元Ⅰ和混合单元Ⅱ结构相同，混合单元Ⅰ包括混合器6，混合器6的输入端通过螺纹连接或焊接等方式连接着碱溶液注入器5的输出端，混合器6的输出端通过螺纹连接或焊接等方式连接着次氯酸钠供给单元Ⅰ的输出端和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ的输入端；混合单元Ⅱ包括混合器，混合单元Ⅱ中的混合器的输入端通过螺纹连接或焊接等方式连接着酸溶液注入器的输出端，混合单元Ⅱ中的混合器的输出端通过螺纹连接或焊接等方式连接着次氯酸钠供给单元Ⅱ的输出端和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ的输入端。含氰废水粘度较低，且流量较大，因此混合单元Ⅰ和混合单元Ⅱ中的混合器均选择SX型静态混合器，或其内部安装机械混合器或电动混合器使含氰废水和酸碱溶液均匀混合，增大两相接触面积。
所述的复合处理单元包括超声波换能器8、处理容器9和超声波电源及控制单元10，超声波换能器8位于处理容器9内，超声波电源及控制单元10控制超声波换能器8的工作状态并通过导线与超声波换能器8连接。
所述的复合处理单元还包括多个支撑架11，支撑架11安装在处理容器9内，并且超声波换能器8套在支撑架11上。所述的支撑架11上设有多个螺纹孔，处理容器9与支撑架11之间通过螺栓连接，或支撑架11通过焊接连接在处理容器9内。支撑架11用于限制超声波换能器8的轴向位置，防止超声波换能器8在长期工作过程中发生移动。所述的复合处理单元还包括设有外螺纹的导线隔离套12，导线隔离套12内部设有通孔，导线隔离套12的一端螺纹连接在超声波换能器8上，导线隔离套12的另一端螺纹连接在处理容器9上，导线一端连接在超声波换能器8上，另一端穿过导线隔离套12内部的通孔连接超声波电源及控制单元10。超声波换能器8上的接线头位于导线隔离套12内，导线隔离套12与超声波换能器8形成了一个半封闭的空间，防止处理容器9内的废水与次氯酸钠的混合液接触接线头，引起短路从而造成线路损坏。此外，导线隔离套12螺纹连接在处理容器9上，可以防止处理容器9内的废水与次氯酸钠的混合液溢出，也可以通过将导线隔离套12与处理容器9焊接在一起或者其他密封方式防止处理容器9内的废水与次氯酸钠的混合液溢出。
超声波电源及控制单元10选择深圳市科美达超声设备有限公司的KMD-M1型超声波发生器，用于控制超声波换能器8的工作状态，通过调节电压、频率等参数对超声波换能器8的功率、频率等进行调节，获得所需要的声场。超声波换能器8选用德国HielscherUltrasonics公司的UIP系列圆柱型超声波换能器，用于产生处理含氰废水和次氯酸钠的混合液所需的声场，高能超声波在废液中产生强烈的空化效应，产生的自由基可以强化次氯酸钠与氰化物间的氧化反应，并可将溶液中的部分水分解成OH-、H+，同时产生一定量的H2O2，而H2O2具有强烈的氧化性。此外，声场还可使聚合物、有机物的大分子结构发生一定程度的降解。上述反应使得含氰废水中CN-、有机物和聚合物的含量大大降低，进而降低了废水的粘度。处理容器9通过螺纹连接或焊接等连接方式连接变径接头7的大径端，用于提供合适的声场环境同时安装并固定超声波换能器8。处理容器9出口与变径接头Ⅰ7的大径端连接，将管道直径改回废水管线直径，减少变径导致的回水流速损失，变径接头Ⅰ7的小径端与二级处理系统中酸溶液注入器的输入端连接，将一级处理系统处理后的产物导流到二级处理系统中。
所述的处理容器9的输入端和输出端均通过螺纹连接或焊接等方式连接有变径接头Ⅰ7，变径接头Ⅰ7的大端通过螺纹连接或焊接等方式连接着处理容器9，变径接头Ⅰ7的小端通过螺纹连接或焊接等方式连接着混合器6的输出端或二级处理系统中酸溶液注入器的输入端。变径接头Ⅰ7由于其两端的直径不一样，直径小的为入口端，直径大的为出口端，从而降低了含氰废水和酸碱溶液混合液的流速，从而增加含氰废水和酸碱溶液混合液的处理时间，有利于提高处理效果。
采用上述的一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统进行含氰废水处理的方法，其特征在于，所述含氰废水处理的方法包括：
步骤一：根据含氰废水的组分分析结果及其物理、化学特性，在室温的含氰废水中加入适量的次氯酸钠，在封闭处理容器内利用超声波换能器对含氰废水、次氯酸钠的混合液进行空化处理，超声波频率为15-150kHz，声强为
50-300W/cm2，处理时间为5-60min。二级处理采用同样的处理方式。
步骤二：对处理后的含氰废水进行CN-离子浓度检测，评价次氯酸钠-超声复合处理含氰废水的效果，获得次氯酸钠-超声复合处理含氰废水的效果最佳时的次氯酸钠投入量、超声波频率、声强、复合处理时间、处理温度。二级处理采用同样的检测分析方式。
由含氰废水流量、所需酸碱环境、酸碱溶液的浓度计算酸碱溶液的供给量，酸溶液和碱溶液分别储存在酸溶液储罐和碱溶液储罐中，并通过酸溶液供给泵和碱溶液供给泵驱使酸碱溶液或碱溶液流动，读取酸溶液流量表或碱溶液流量表所显示的读数获取当前酸溶液或碱溶液的流速，并通过调节酸溶液调节阀或碱溶液调节阀进行流量调控。
由含氰废水流量、所需次氯酸钠的质量百分比、次氯酸钠溶液的浓度计算次氯酸钠溶液的供给量，次氯酸钠溶液储存在次氯酸钠溶液储罐Ⅰ和次氯酸钠溶液储罐Ⅱ内，启动供给泵驱使次氯酸钠溶液流动，读取流量表读数获取当前次氯酸钠溶液流速，并通过调节调节阀进行流量调控。在注入器内完成废水和次氯酸钠溶液的初步混合。废水与次氯酸钠的混合液经过变径接头Ⅰ7后，流速会明显下降，增长了超声处理时间，有利于保证处理效果。废水输送至复合处理单元内，启动超声换能器，高能超声波在废液中产生强烈的空化效应，产生的自由基可以强化次氯酸钠与氰化物间的氧化反应。需处理时间、废水处理量、管道直径共同决定了改质系统内复合反应单元的个数，确保废水能够得到有效的处理，各复合处理单元之间由导向管连接，蛇形布置有利于减小设备的尺寸。待设备稳定工作10～15分钟后，从水管出口部分取废水进行检测。检测方式主要包括：用标准硝酸银溶液滴定法测试水中CN-浓度，利用粘度计对废水的粘度进行测量。单次实验完成后改变处理参数，对比不同处理参数下的实验效果，得出废水的最优处理参数。确定单一废水的最优处理参数后，选择不同特性废水为实验对象，探究各自的最优处理参数，并结合废水成分及含量总结出一种以废水特性为选择依据的处理参数选择方法，可以为以后含氰废水次氯酸钠-超声复合处理技术提供相应基础。
次氯酸钠可以将废水中的CN-氧化为无毒的N2和CO2等无毒气体，为了将废水中的CN-彻底氧化需要使用大量的次氯酸钠，成本高，过程缓慢。当用超声进行辅助时，高能超声波在废液中产生强烈的空化效应，产生的自由基可以强化次氯酸钠与CN-间的氧化反应，并可将溶液中的部分水分解成OH-、H+，同时产生一定量的H2O2，而H2O2具有强烈的氧化性，也可以将氧化CN-。其次，空化作用加速了次氯酸钠与CN-的接触，能够提高次氯酸钠与CN-的反应速度和次氯酸钠的利用率。此外，空化作用产生的局部高温高压以及机械剪切作用能够使大分子有机物的分子链断裂，断裂后的分子链相对较小的有机物更容易被次氯酸钠氧化降解，大分子有机物的减少会使污水的粘度降低，能够达到后续使用或是排放的要求。
本发明的工作原理是：
次氯酸钠能够将CN-离子氧化，该反应分两个阶段进行。首先把氰化物氧化为氰酸盐，然后氧化为二氧化碳与氮气。第一阶段的反应：
CN-+ClO-+H2O＝CNCl+2OH-
CNCl+2OH-＝CNO-+Cl-+H2O
中间产物CNCl是挥发性物质，其毒性与HCN相当。在酸性介质中，CNCl比较稳定，不易迅速转化为CNO-。该阶段应在碱性较强的环境下进行。
虽然氰酸盐的毒性较小，只有氰化物的千分之一，但从保证水体安全出发，应进行第二阶段处理。以完全破坏C-N键。所以通过进一步添加次氯酸钠，进行完全氧化：
2CNO-+3ClO-+H2O＝2CO2↑+N2↑+2OH-+3Cl-
第二阶段反应在pH＝8-8.5时最有效，这样有利于形成CO2气体，挥发出水面，促进氧化完成，如果pH＞8.5，CO2将形成半化合状或化合状CO2，则不利于反应向右移动。
为了将CN-氧化完全，需要添加的次氯酸钠量较大，添加超声辅助后，高能超声波在废液中产生强烈的空化效应，产生的自由基可以强化次氯酸钠与CN-的氧化反应，并可将溶液中的部分水分解成OH-、H+，同时产生一定量的H2O2，而H2O2具有强烈的氧化性。其次，空化作用加速了次氯酸钠与CN-的接触，能够提高次氯酸钠与CN-的反应速度和次氯酸钠的利用率。此外，空化作用产生的局部高温高压以及机械剪切作用能够使大分子有机物的分子链断裂，断裂后的分子链相对较小的有机物更容易被次氯酸钠氧化降解，大分子有机物的减少会使污水的粘度降低，能够达到后续使用或是排放的要求。因此，次氯酸钠-超声复合可以提高氰根净化深度，减少次氯酸钠用量，缩短反应时间，减少基础建设投资。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统，其特征在于：该次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统由一级处理系统和二级处理系统组成，一级处理系统用于将氰化物氧化成CNO-，二级处理系统用于将CNO-进一步氧化成CO2和N2，二级处理系统的输入端连接在一级处理系统的输出端；
一级处理系统包括碱溶液供给单元、混合单元Ⅰ、次氯酸钠供给单元Ⅰ和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ，碱溶液供给单元的输出端连接在混合单元Ⅰ的输入端，碱溶液供给单元提供碱溶液调节含氰废水的酸碱度，使得含氰废水的酸碱度在9和10之间；混合单元Ⅰ混合含氰废水与碱液，使含氰废水的酸碱度均匀，混合单元Ⅰ的输出端连接着次氯酸钠供给单元Ⅰ的输出端并连接着次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ的输入端；次氯酸钠供给单元Ⅰ提供次氯酸钠溶液，次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ对含氰废水进行氧化处理；
二级处理系统包括酸溶液供给单元、混合单元Ⅱ、次氯酸钠供给单元Ⅱ和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ，酸溶液供给单元的输出端连接在次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ的输出端并连接在混合单元Ⅱ的输入端，酸溶液供给单元提供酸溶液调节含氰废水的酸碱度，使得含氰废水的酸碱度在7和8之间；混合单元Ⅱ混合含氰废水与酸液，使含氰废水的酸碱度均匀，混合单元Ⅱ的输出端连接着次氯酸钠供给单元Ⅱ的输出端并连接着次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ的输入端；次氯酸钠供给单元Ⅱ提供次氯酸钠溶液，次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ对含氰废水进行氧化处理。
2.根据权利要求1所述的一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统，其特征在于：所述次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ和次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅱ结构相同，均由多个复合处理单元相互之间通过管道串联或并联或串并联混合连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统，其特征在于：所述的碱溶液供给单元和酸溶液供给单元结构相同，所述碱溶液供给单元包括碱溶液储罐(1)、碱溶液供给泵(2)、碱溶液调节阀(3)、碱溶液流量表(4)和碱溶液注入器(5)，碱溶液供给泵(2)连接在碱溶液储罐(1)的出口，碱溶液调节阀(3)连接在碱溶液供给泵(2)的出口，碱溶液调节阀(3)的输出端通过管道连接在碱溶液注入器(5)的输入端上，碱溶液注入器(5)的输入端连接有含氰废水管线，碱溶液流量表(4)安装在连接碱溶液调节阀(3)和碱溶液注入器(5)的管道上；
所述的酸溶液供给单元包括酸溶液储罐、酸溶液供给泵、酸溶液调节阀、酸溶液流量表和酸溶液注入器，酸溶液供给泵连接在酸溶液储罐的出口，酸溶液调节阀连接在酸溶液供给泵的出口，酸溶液调节阀的输出端通过管道连接在酸溶液注入器的输入端上，酸溶液注入器的输入端还连接有次氯酸钠-超声复合处理单元Ⅰ的输出端，酸溶液流量表安装在连接酸溶液调节阀和酸溶液注入器的管道上。
4.根据权利要求1或2所述的一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统，其特征在于：所述的混合单元Ⅰ和混合单元Ⅱ结构相同，混合单元Ⅰ包括混合器(6)，混合器(6)的输入端连接着碱溶液注入器(5)的输出端，混合器(6)的输出端连接着次氯酸钠供给单元Ⅰ的输出端；混合单元Ⅱ包括混合器，混合单元Ⅱ中的混合器的输入端连接着酸溶液注入器的输出端，混合单元Ⅱ中的混合器的输出端连接着次氯酸钠供给单元Ⅱ的输出端。
5.根据权利要求2所述的一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统，其特征在于：所述的复合处理单元包括超声波换能器(8)、处理容器(9)和超声波电源及控制单元(10)，超声波换能器(8)位于处理容器(9)内，超声波电源及控制单元(10)控制超声波换能器(8)的工作状态并通过导线与超声波换能器(8)连接。
6.根据权利要求5所述的一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统，其特征在于：所述的复合处理单元还包括多个支撑架(11)，支撑架(11)安装在处理容器(9)内，并且超声波换能器(8)套在支撑架(11)上。
7.根据权利要求6所述的一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统，其特征在于：所述的支撑架(11)上设有多个螺纹孔，处理容器(9)与支撑架(11)之间通过螺栓连接，或支撑架(11)通过焊接连接在处理容器(9)内。
8.根据权利要求5所述的一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统，其特征在于：所述的复合处理单元还包括设有外螺纹的导线隔离套(12)，导线隔离套(12)内部设有通孔，导线隔离套(12)的一端螺纹连接在超声波换能器(8)上，导线隔离套(12)的另一端螺纹连接在处理容器(9)上，导线一端连接在超声波换能器(8)上，另一端穿过导线隔离套(12)内部的通孔连接超声波电源及控制单元(10)。
9.根据权利要求5所述的一种次氯酸钠-超声复合处理含氰废水系统，其特征在于：所述的处理容器(9)的输入端和输出端均连接有变径接头Ⅰ(7)，变径接头Ⅰ(7)的大端连接着处理容器(9)。
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