CN1189462A - 过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺,在黄金工业生产中所产生的含氰废水的处理,国内主要采用氧化法、酸化法,上述方法处理后废液必须经二次处理才能达到排放要求,采用过氧化氢氧化法对含氰废水进行处理,克服了上述工艺的不足之处,本发明具有处理含氰废水效果好、成本低、投资少、易操作等优点,是目前国内处理含氰废水最理想的工艺。

Description

过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺
本发明涉及一种处理含氰废水工艺，特别涉及一种过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺。
目前在黄金工业生产中，要坚持经济、社会、环境三个效益同步发展，要想使黄金工业上一个新的台阶，真正走以内涵为主求发展的道路。就要大搞发明创造，开展技术改造，采用先进工艺，过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺就是其中的一项新工艺，对于含氰废水一般根据浓度高低采用不同的处理方法，浓度高的CN-≮700mg/l，一般采用投资较高的酸化回收法做第一次处理方法，用二氧化硫-空气法或自然净化法做二次处理方法，由于回收了废水中的有用物质，具有较好的经济效益，并且也使废水中氰化物浓度再次降低，达到排放要求，有利于环境保护。此外还有碱性氯化法，吹脱曝气法，管道曝气法以及空气氧化法等，由于碱性氯化法药剂消耗量大、成本高、原料来源困难，运输和使用不安全，空气氧化法局限于处理含氰浓度低的废水，并且处理效果也差，达不到排放要求，其他几种方法需要外部条件相结合才能达到环保要求。
本发明的目的就是针对上述几种方法处理含氰废水存在的不足，提供一种过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺，其效果好、成本低、操作简单，处理后总氰化物浓度小于0.5mg/l，处理成本为每立方米废水为7.91元。
本发明的技术构思：
本发明的目的就是提供一种过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺，过氧化氢H2O2是一种无色的液体，熔点-0.89℃，沸点151.4℃，过氧化氢有两类，一定条件下可作为氧化剂，又可在另一种条件下作为还原剂。在不同介质中标准电动势见下表：
介质     氧化剂     还原剂
    EO     EO
酸性 +1.77  H2O2+2H+2e＝2H2O +0.69  O2+2H++2e＝2H2O2
碱性 +0.87  HO2 -+H2O+2e＝3OH- -0.08  O2+2H2O+2e＝HO2 -+OH-
在碱性条件下，过氧化氢分解速度比酸性快，影响过氧化氢分解速度的最重要因素是重金属离子。
过氧化氢与CN-反应的机理是在碱性条件下用二价铜作催化剂，过氧化氢与氰反应，产生物为氰酸盐和水，氰酸碱盐在一定条件下转化为碳酸盐和氨，反应方程式如下：
上述反应PH值一般在10～11的条件下进行，此条件下，过氧化氢不但破坏简单氰化物，对金属络合物进行氧化：
对铁氰络合物的反应：
半电池反应式为：
  Eo＝-1.5V对锌氰络合物反应：
半电池反应：
 Eo＝-1.26V对铜氰络合物反应：
半电池反应为：
  Eo＝-0.43v对硫代氰酸盐的反应：
从以上反应式中可以判断，过氧化氢与含氰络合物反应顺序如下：
Fe(CN)6 -4＞Zn(CN)4 -2＞[Cu(CN)2]-＞CNS-
络合物金属被破坏后，产生的阳离子按如下途径从废水中分离出来，形成氢氧化物沉淀 和碳酸盐沉淀 。
综上所述采用过氧化氢氧化法处理含氰废水在技术上是可行的，该方法处理成本低，处理后的排放液中的氰化物浓度能达到国家规定的排放标准CN-≤0.5mg/l。
结合工艺流程图说明本发明的内容及实施例：
图1为本发明的工艺流程图。
(1)为中和槽、(2)为反应槽、(3)为反应槽、(4)为石灰乳槽、(5)为硫酸铜槽、(6)为过氧化氢贮罐、(7)为沉淀池、(8)为磁性泵、(9)为流量计、(10)为流量计、(11)为管道泵。
当贫液经酸化回收装置处理后的含氰废水进入沉淀池(7)沉淀，在此期间大部分硫氰化亚铜已沉淀完全，用磁性泵(8)吸取上清液经玻璃转子流量计(9)进入中和槽(1)，同时再从石灰乳槽(4)中取石灰乳加入中和槽(1)中进行中和至PH＝9.5-11，再从硫酸铜槽(5)中取10％硫酸铜溶液加入中和槽(1)中进行活化，然后再由过氧化氢贮罐(6)中取27％过氧化氢进行氧化，硫酸铜和过氧化氢溶液都通过玻璃转子流量计(10)进行指示，中和后的废液从中和槽(1)中流入反应槽(2)和(3)中，并靠叶轮的搅拌使空气均匀分散于液相，在硫酸铜催化下使过氧化氢迅速分解完成氰化物的氧化反应，最后将处理后的废水用管道泵(11)排入污水综合处理站。
本发明主要流程的工艺条件的确定：
1、PH值的控制范围：
通过下述试验证明PH值应控制在碱性。
取1升水样，加入石灰乳调节PH值后，加入5ml 4％CuSO4·5H2O溶液，5ml 10％H2O2溶液搅拌反应30分钟，试验结果如下：
试验PH值     ≤2     6-7   8-9   9-10
  反应前氰浓度(mg/I)     3.59     3.59   3.59   3.59
  反应后氰浓度(mg/I)     75.72     27.34   3.23   0.86
从上表数据可以看出：在酸性条件下由于H2O2将SCN-氧化成CN-，导致反应后的氰浓度高于反应前的氰浓度，而在碱性条件下，则以H2O2氧化CN-为主，因此反应PH值应控制在碱性范围内。
2、硫酸铜用量控制范围：
通过下述试验证明硫酸铜用量尽量减少。
试验时取1升水样加石灰乳调节PH值为9-10，然后加5mI 10％H2O2，再加入不同量的4％CuSo4·5H2O溶液，搅拌反应30分钟，其结果见下表。
硫酸铜用量(ml)   0.00   1.00   2.00  5.00  8.00  10.0
反应前氰浓度(mg/l)   3.59   3.59   3.59  3.59  3.59  3.59
反应后氰浓度(mg/l)   40.37   31.74   15.58  0.86  0.30  0.26
从上表的数据可看出，Cu++离子的加入量越大，处理效果越好，但由于CuSO4·5H2O是一种价格较高试剂，所以要尽量减少用量。
3、过氧化氢用量的控制范围：
过氧化氢用量要适当，用量过大可使SCN-氧化成CN-。
试验时，取1升水样，加入石灰乳调节PH值9-10，然后加入8mI 4％CuSO4·5H2O，再加入不同用量的H2O2进行搅拌，反应30分钟，试验结果见下表：
10％H2O2用量(ml) 1.0  3.0  5.0  10.0  15.0
处理前氰浓度(mg/l) 3.18  3.18  3.18  3.18  3.18
处理后氰浓度(mg/l) 0.25  0.25  0.68  51.63  45.57
从上表可以看出，必须严格控制过氧化氢用量，用量过大，可使SCN-氧化成CN-。
4、反应时间的控制范围：
反应时间要控制在60分钟以上处理效果较好。
试验时取1升水样，加入石灰乳调节PH值为9-10，然后加入5ml 4％CuSo4·5H2O和5ml 10％H2O2溶液搅拌，反应30-90分钟，其结果见下表：
反应时间(分钟)     30     45     60     90
处理前氰浓度(mg/l)     3.18     3.18     3.18     3.18
处理后氰浓度(mg/l)     0.86     0.68     0.30     0.21
以上表可以看出，反应时间要控制在60分钟以上处理效果比较好。
本发明的实施例1：
试验主要技术参数：
反应PH值9-10，CuSO4·5H2O用量5ml4％
H2O2用量5ml 10％，反应时间60分钟
分别取含氰浓度不同的水样1升，中入石灰乳调节PH值为9-10，然后加入5ml 4％CuSO4·5H2O和5ml 10％H2O2溶液搅拌，反应60分钟，反应结果见下表：
处理前氰浓度(mg/l)     4.00     24.46     45.54
  处理后氰浓度(mg/l)     0.21     0.29     0.50
从上表可以看出，所选择的综合条件是适宜的，采用过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺在技术上是可行的，废水中氰化物从4-50mg/l降至0.5mg/l以下。
本发明的实施例2：
试验的主要技术参数：
反应PH值9-10，反应时间为60分钟，其他参数见下表：
  含氰浓度(mg/l) 10％硫酸铜加入量(升/m3) 27％过氧化氢加入量(升/m3)
    5.0-25.0     2.0-2.5     1.0-1.5
    25.0-50.0     2.0-2.5     2.0-3.0
注：处理废水量为3.0-6.4m3/h
单位处理量从3m3/h～6.4m3/h连续处理前的含氰浓度最高值为57.27mg/l。
按着工艺流程图1的顺序进行试验：
将沉淀池(7)内的含氰废水用磁性泵(8)吸取上清液经玻璃转子流量计(9)进入中和槽(1)，同时再从石灰乳槽(4)中取石灰乳加入中和槽(1)中进行中和至PH＝9-10，再从硫酸铜槽(5)中取10％硫酸铜溶液加入中和槽(1)中进行活化，然后再由过氧化氢贮罐(6)中取27％过氧化氢进行氧化，硫酸铜和过氧化氢溶液都通过玻璃转子流量计(10)进行指示，中和后的废液从中和槽(1)中流入反应槽(2)和(3)，并靠叶轮的搅拌使空气均匀分散于液相，在硫酸铜催化下使过氧化氢迅速分解完成氰化物的氧化反应，最后将处理后的废水用管道泵(11)排入污水处理站，其监测数据见下表：
   处理量m3/h    处理前CNT    处理后CNw
    5.0    8.61     0.14
    6.3    7.52     0.16
    5.5   13.16     0.18
    5.5   10.32     0.25
    6.4   10.32     0.31
    6.4    9.03     0.11
    6.4   57.43     0.14
   处理量m3/h    处理前CNT    处理后比CNT
    3.0     7.15     0.21
    3.0     7.68     0.08
    3.5     11.97     0.13
    3.5     9.84     0.13
    3.5     11.58     0.11
    3.5     45.93     0.10
    3.5     15.87     0.13
本发明的二个实施例证明用过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺在技术上是可行的。
本发明的经济效益显著。通过小型试验单耗见下表：
    原    料   H2O2     CuSO4·5H2O 石灰 合计
单耗kg/m3     2     0.2     9
单价元/kg     1.8     8   0.16
单项成本元/m3     3.6     1.6   1.44   6.64
从上表中可以看出，采用过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺所用的药剂成本为6.64元/m3与其它处理方法相比经济效益十分可观。处理后排液中，氰化物浓度能达到国家规定的排放标准(CN-≤0.5mg/l)。

Claims (5)

1、一种过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺流程，它是由中和槽(1)、反应槽(2)和(3)、石灰乳槽(4)、硫酸铜槽(5)、过氧化氢贮罐(6)、沉淀池(7)、磁性泵(8)、流量计(9)和(10)、管道泵(11)所构成，其特征在于：含氰废水进入沉淀池(7)进行沉淀，在此期间大部份硫氰化亚铜已沉淀完全，用磁性泵(8)吸取上清液经玻璃转子流量计(9)进入中和槽(1)，同时再从石灰乳槽(4)中取石灰乳加入中和槽(1)中进行中和至PH＝9.5-11，再从硫酸铜槽(5)中取10％硫酸铜溶液加入中和槽(1)中进行活化，然后再由过氧化氢贮罐(6)中取27％过氧化氢进行氧化，硫酸铜和过氧化氢溶液都通过玻璃转子流量计(10)进行指示，中和后的废液从中和槽(1)中流入反应槽(2)和(3)中，并靠叶轮的搅拌使空气均匀分散于液相，在硫酸铜催化下使过氧化氢迅速分解完成氰化物的氧化反应，最后将处理后的废水用管道泵(11)排入污水综合处理站。
2、按照权利要求1所述的一种过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺，其特征在于所说的PH值控制在碱性。
3、按照权利要求1所述的一种过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺，其特征在于所说的硫酸铜用量控制应尽量减少。
4、按照权利要求1所述的一种过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺，其特征在于所说的过氧化氢用量要适当，用量过大可使SCN-氧化成CN-。
5、按照权利要求1所述的一种过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺，其特征在于所说的反应时间控制在60分钟以上处理的效果较好。
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