高濃度無機含氰廢液處理化學絡合-絮凝沉淀技術
廢水含氰包括無機氰和有機氰。其中，無機氰廢水主要來自于氰化氫合成工業和氰化氫使用工業，如丙烯腈、乙腈、甲基丙烯酸甲酯合成工業，部分電鍍、染料及藥品生產企業等甲。氰化物特指帶有氰基(CN)的化合物，氰基具有相當高的穩定性，在通常的化學反應中都以一個整體存在。氰化物對人及動植物都有一定的毒性，特別是超過一定濃度時有致死的風險。因此，對于含氰廢液的合規處置具有重要的研究意義。
含氰廢液的處理方法主要有物理法、化學法、生物法，生產處置過程中常用的方法是化學法。化學絡合法藥劑來源廣、價格低、耗量少、成本低、設備投資少、使用方便，且產物可資源化，其中的硫酸亞鐵法可制造鐵藍或進一步制黃血鹽產品，在高濃度含氰廢水處理中優勢明顯，日益受到重視。
結合廠區高濃度含氰廢液危險特性及處置設備的實際情況，本文探討了化學絡合-絮凝沉淀法處置含氰廢液的可行性，在實驗室進行小試試驗取得了良好的效果，并在實際生產過程中實現了含氰廢液的處理處置。
1、含氰廢液的性質
試驗選用的含氰廢液來自四川某化工廠，廢液呈褐色，主要成分為鐵氰化物、亞鐵氰化物。經實驗室檢測，含氰廢液的檢測結果見表1。
2、工藝比選分析
2.1 除氰原理
含氰廢液為無機含氰廢液。在酸性條件下，含氰廢液中的CN離子能與Fe2+、Fe+離子絡合，形成沉淀物普魯士藍(又稱鐵藍)，從而達到除氰的目的。普魯士藍在溶液中性質穩定，不易分解。進一步加堿調節溶液pH至中性，再加入絮凝劑進行絮凝沉淀，經過壓濾機壓濾后實現泥水分離，污泥進行固化填埋處置，廢水與生活污水混合后進入污水深度處理系統處理，到達回用標準后進行回用。
2.2 實驗條件
2.2.1 化學絡合藥劑選擇
查閱“化學絡合-絮凝沉淀法”處理含氰廢液的相關資料，發現鐵鹽對廢液中氰化物具有較好的絡合作用。根據廠區生產設備、操作難易程度以及產泥量大會增加生產費用以及實驗室小試研究情況，同時添加硫酸亞鐵、聚鐵作為化學絡合藥劑為最優選擇，硫酸亞鐵、聚鐵的最佳添加質量比分別為5%、5%時具有較好的除氰效果。
2.2.2 pH值調整
1)絡合反應的pH值。經過大量的實驗對比研究，在酸性條件下，含氰廢液中的CN離子與鐵鹽具有最大的絡合沉淀效率，因此擬采用廠區收集的廢硫酸來調節含氰廢液的pH值至2~3。
2)物化出水的pH值。物化處理后出水要達到廠區污水的進水要求，需調節廢水的pH值至8~10，相較于石灰，氫氧化鈉的產泥量相對較少，考慮采用廠區的廢氫氧化鈉進行pH值調整，從而達到以廢治廢的目的，節約生產原輔料的消耗。
2.2.3 絮凝劑的選擇
聚合氯化鋁(簡稱聚鋁，PAC)，由于氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑;不足之處在于產泥量大。聚丙烯酰胺(PAM)，專門可以吸附水中的懸浮顆粒，在顆粒之間起鏈接架橋作用，使細顆粒形成比較大的絮團，加快了沉淀的速度;不足之處在于PAM的價格高。結合實驗及生產實際考慮，聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的添加比例分別為1%、0.1%時，能產生協同作用，提高絮凝處理能力，降低產泥量及生產處置成本。
2.2.4 實驗小試
1)實驗步驟
實驗時，開啟通風櫥抽風裝置，取400mL含氰廢液于500mL燒杯中，加入廢硫酸調節溶液的pH至2~3，加入硫酸亞鐵20g，攪拌5min，加入聚鐵20g，攪拌5min。加入廢氫氧化鈉調節溶液的pH至8，加入絮凝劑聚鋁20g，攪拌5min，加入聚丙烯酰胺(PAM)0.4g，攪拌5min，靜置沉降1~1.5h，觀察沉降情況。采用《水質氰化物的測定容量法和分光光度法HJ484-2009》檢測上述實驗沉淀后的上清液中的總氰含量。
2)結果與分析
經過實驗室檢測，實驗小試的檢測結果達到污水總氰的進水標準，檢測結果見表2。
2.3 工藝流程
含氰廢液的批量處置工藝的確定為:調節含氰廢液的pH至酸性，產生的氣體吸收后再次處理，以硫酸亞鐵和聚鐵為絡合劑，加片堿調節pH至弱堿性，加入絮凝劑聚鋁、PAM，絮凝沉降后廢水經壓濾機實現泥水分離處置，含氰廢液處理工藝流程見圖1。
2.3.1 化學絡合沉淀反應
生產時，每批次將5m含氰廢液泵入廢水池，加入5m的滲濾液進行稀釋。稀釋完成后將10m廢水泵入綜合反應槽。進料完成后開啟吸收塔裝置，往綜合反應槽加入0.05m的廢硫酸調節廢液的pH至2~3，邊加邊攪拌。產生的氣體通過吸收塔內噴淋的堿液進行吸收。吸收液定時泵至綜合反應槽再次處理。反應完成后加入0.25~0.30m硫酸亞鐵溶液，攪拌10min后，加入0.25~0.30m聚鐵溶液，充分攪拌反應10min。
2.3.2 絮凝沉淀反應
化學絡合反應完成后，加入0.05~0.1m3的氫氧化鈉溶液調節廢水的pH至8左右，最后加1%的聚鋁溶液45~50L、0.1%的PAM溶液45~50L，充分攪拌反應5~10min。
2.3.3 泥水分離
絮凝沉淀反應完成后，廢水經壓濾機壓濾后實現泥水分離;污泥進入固化填埋處置，廢水與生活污水按比例調質后進入污水深度處理系統處理合格后回用。
2.4 設備參數
含氰廢液處理工藝的主要設備規格及參數見表3。
3、處理效果
3.1 物化出水要求
物化處理后出水應達到污水車間設計進水要求，各項指標見表4。
3.2 檢測結果
對含氰廢液批量處置后結果、污水混合樣、超濾出水進行總氰質量分數檢測，檢測結果均達標，統計結果見表5。
4、管理措施
1)操作過程中人員防護到位，嚴格按照工藝要求進行處置，做好處置記錄;
2)現場操作人員嚴格遵守設備操作規程，結合生產實際情況適當調整控制參數;
3)處置后的廢水和污泥及時取樣送實驗室檢測，確保處置結果達標。
5、結語
采用“化學絡合-絮凝沉淀”工藝對高濃度無機含氰廢液進行批量處理，選擇硫酸亞鐵、聚鐵作為絡合劑，聚鋁、聚丙烯酰胺(PAM)為絮凝劑，處理后廢水與生活污水混合后進入污水處理系統進行深度處理，最終出水達到《污水綜合排放標準GB8979-1996》一級標準。該方法操作過程簡單、實用性強，可應用于化工行業高濃度無機含氰廢液的生產處置，對解決高濃度無機含氰廢液的處理處置具有一定的生產指導意義。
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