二氧化氯處理高濃度含氰廢水可行性方案
中國污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間：2010-8-26 9:20:04
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0前言
二氧化氯處理含氰廢水已有報道［1］，但目前在實(shí)踐中應用還少。該廠(chǎng)在廣泛調研及小試的基礎上，選用了以二氧化氯發(fā)生器為主要設備的處理工藝。該工藝主要由二氧化氯發(fā)生器、在線(xiàn)pH檢測儀表及PLC控制箱組成，設備簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)現了pH調節、二氧化氯投加、氧化反應及廢水排放過(guò)程的全部自動(dòng)化。經(jīng)調試運行表明，該系統處理效率高，運行安全可靠。
1二氧化氯處理含氰廢水的原理
二氧化氯是一種強氧化劑，與氯氣相比，它具有氧化性更強、操作安全簡(jiǎn)便、受pH值的影響較小的特點(diǎn)。氯氣對氰化物的氧化通常只將CN-氧化成毒性較小的氰酸鹽(NaCNO),并要求很高的pH值，見(jiàn)反應式(1)，而二氧化氯對氰化物的氧化卻能將CN-氧化成N2和CO2,見(jiàn)反應式(2)，徹底消除氰化物的毒性［2］。
CN-＋Cl2＋2OH→CNO-2Cl-＋H2O(1)
2CN-＋2ClO2→2CO2N2＋2Cl-(2)
2處理流程及主要設備
2.1設計參數
原水水質(zhì)：CN-為100～300mg/L，pH為2。
設計水量為30m3/d，采用2個(gè)反應罐間歇式交替運行，單罐處理量為5m3，因此每日共處理6罐。每罐運行時(shí)間為2h，其中加藥0.5h，循環(huán)反應1.0h，排水0.5h。
二氧化氯投加量：ClO2（有效氯）/CN-=5
為滿(mǎn)足總量控制的指標，要求CN-的去除率必須達到98%以上，處理后的水通過(guò)與廠(chǎng)區其它廢水合并，使最終出水達到國家排放標準。
2.2處理流程
處理流程見(jiàn)圖1。
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圖1 含氰廢水 處理流程
2.3主要設備
(1)二氧化氯發(fā)生器。采用7K型二氧化氯發(fā)生器，產(chǎn)量為7000g/h，發(fā)生器以氯酸鈉和鹽酸為原料經(jīng)化學(xué)反應生產(chǎn)二氧化氯。二氯化氯產(chǎn)量可通過(guò)廢水的pH值和余氯量自動(dòng)調節。
(2)反應罐。搪玻璃罐，共2個(gè)，尺寸為Ф1600mm×3700mm，有效容積5m3。采用間歇式交替運行。
(3)加堿罐。容積為1m3，堿液為工業(yè)氫氧化鈉，采用2臺日本產(chǎn)易威奇計量泵投加。計量泵的運行可根據反應罐中的pH值高低自動(dòng)啟停。保持反應罐中的pH為11。有含氰廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務(wù)平臺咨詢(xún)具備類(lèi)似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。
(4)循環(huán)泵。采用FS型塑料耐腐蝕離心泵。流量Q＝19.8m3/h，揚程H＝21m。共2臺。
(5)吸收塔。尺寸為Ф200mm×2000mm，用聚乙烯管加工制作。主要用來(lái)吸收循環(huán)過(guò)程中從反應罐中逸出的剩余二氧化氯和氰氫酸等有害氣體。
(6)自動(dòng)控制系統。自動(dòng)控制系統由pH探頭、計量加藥泵、液位計和控制箱組成，控制箱內用PLC進(jìn)行控制，根據pH探頭反饋的信號，自動(dòng)控制計量泵的加堿量，保持最佳的反應pH值。使二氧化氯對氰化物的氧化效率保持在最佳狀態(tài)。同時(shí)，當缺藥時(shí)由液位信號自動(dòng)使系統停機，以保證加藥的安全及準確。同時(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
3處理結果
3.1分析方法
pH：PHS酸度計，CN-：硝酸銀容量法［４］，ClO2：碘量法［３］。
3.2pH值對二氧化氯氧化效果的影響
在調試中發(fā)現，反應罐中pH值的高低對氰化物的去除率具有明顯的影響。一般資料中認為二氧化氯可以在低pH值的條件下對氰化物進(jìn)行氧化去除［5］，為探討pH對二氧化氯除氰的影響，采用不同的pH值，在實(shí)驗室中進(jìn)行了小試，結果見(jiàn)圖2。
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(原水CN-＝187.5mg/L,ClO2/CN-=4)
由圖2可以看出，pH值對二氧化氯除氰的效率具有明顯的影響，當pH為酸性的情況下，接觸時(shí)間的加長(cháng)對去除率并無(wú)明顯改進(jìn)，CN-的去除率不到20%，這說(shuō)明二氧化氯在酸性條件下，對氰化物的氧化作用是極低的。當pH為弱堿性條件時(shí)，如圖中的pH=7.8,9.8時(shí)，隨著(zhù)接觸時(shí)間的加長(cháng)，去除率也相應提高，當接觸時(shí)間達到6h時(shí)，去除率都可達到80%以上，當pH達到12.4時(shí)，接觸2h的去除率就可達到98.3%。這說(shuō)明，二氧化氯對氰化物的氧化作用可以在弱堿性條件下進(jìn)行，這與資料記載相吻合，但相應的應提高反應的時(shí)間。如果需要在短時(shí)間內完成，則必須保持較高的反應pH值。
4結論
(1)二氧化氯氧化法是一種有效的去除水中高濃度氰化物的處理工藝。
(2)對氰化物濃度(以CN-計)在100～300mg/L的廢水，當pH=11.2～12.6，ClO2/CN-＝2.28～5.92時(shí)，去除率大于98%，并且處理效果穩定。
(3)原水中氰化物濃度越高，達到同一去除率時(shí)所需的ClO2/CN-越低。
(4)pH值對二氧化氯氧化除氰的去除率具有明顯影響，酸性條件下，二氧化氯對氰化物無(wú)去除作用；弱堿性條件下，氧化速率較慢，需延長(cháng)接觸時(shí)間才能取得較高的去除率；當在pH＞11的強堿性條件下，30min的接觸時(shí)間去除率即可達96%以上。
(5)二氧化氯處理系統工藝簡(jiǎn)單，操作安全方便，自動(dòng)化程度高。
參考文獻
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3 AietaEM,RobertsPV,HernandezM.Determinationofchlorinedioxide,chlorine,chlorite,andchlorateinwater.JAWWA,1984,76(1)：64
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