0前言

二氧化氯處理含氰廢水已有報道［1］，但目前在實踐中應用還少。該廠在廣泛調(diào)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pH檢測儀表及PLC控制箱組成，設備簡單，操作方便，實現(xiàn)了pH調(diào)節(jié)、二氧化氯投加、氧化反應及廢水排放過程的全部自動化。經(jīng)調(diào)試運行表明，該系統(tǒng)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、操作安全簡便、受pH值的影響較小的特點。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(shù)

原水水質(zhì)：CN-為100～300mg/L，pH為2。

設計水量為30m3/d，采用2個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，處理后的水通過與廠區(qū)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

處理流程見圖1。

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)化學反應生產(chǎn)二氧化氯。二氯化氯產(chǎn)量可通過廢水的pH值和余氯量自動調(diào)節(jié)。

(2)反應罐。搪玻璃罐，共2個，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(jù)反應罐中的pH值高低自動啟停。保持反應罐中的pH為11。

(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。主要用來吸收循環(huán)過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)自動控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)由pH探頭、計量加藥泵、液位計和控制箱組成，控制箱內(nèi)用PLC進行控制，根據(jù)pH探頭反饋的信號，自動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，當缺藥時由液位信號自動使系統(tǒng)停機，以保證加藥的安全及準確。

3處理結(jié)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(diào)試中發(fā)現(xiàn)，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，在實驗室中進行了小試，結(jié)果見圖2。

(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，接觸時間的加長對去除率并無明顯改進，CN-的去除率不到20%，這說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，如圖中的pH=7.8,9.8時，隨著接觸時間的加長，去除率也相應提高，當接觸時間達到6h時，去除率都可達到80%以上，當pH達到12.4時，接觸2h的去除率就可達到98.3%。這說明，二氧化氯對氰化物的氧化作用可以在弱堿性條件下進行，這與資料記載相吻合，但相應的應提高反應的時間。如果需要在短時間內(nèi)完成，則必須保持較高的反應pH值。

4結(jié)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，去除率大于98%，并且處理效果穩(wěn)定。

(3)原水中氰化物濃度越高，達到同一去除率時所需的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去除作用；弱堿性條件下，氧化速率較慢，需延長接觸時間才能取得較高的去除率；當在pH＞11的強堿性條件下，30min的接觸時間去除率即可達96%以上。

(5)二氧化氯處理系統(tǒng)工藝簡單，操作安全方便，自動化程度高。

參考文獻

1　MyhrstadtJA,JESamdal.BehaviorandDeterminationofChlorineDioide.JAWWA,1969,61.205～208

2　汪大，等著.工業(yè)廢水中專項污染物處理手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2000.192～202

3　AietaEM,RobertsPV,HernandezM.Determinationofchlorinedioxide,chlorine,chlorite,andchlorateinwater.JAWWA,1984,76(1)：64

4　水質(zhì)大全編寫組編.水質(zhì)分析大全.北京：科學技術文獻出版社，1989.3

5　二氧化氯發(fā)生器技術資料.美國Vulcan/RioLinda公司，1996

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