化學絡合-絮凝沉淀法處理高濃度無機含氰廢液

羅朝東，李 超，邱金成

(云南大地豐源環(huán)保有限公司，云南 昆明 650000)

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(yè)和氰化氫使用工業(yè)，如丙烯腈、乙腈、甲基丙烯酸甲酯合成工業(yè)，部分電鍍、染料及藥品生產(chǎn)企業(yè)等[1]。氰化物特指帶有氰基(CN)的化合物，氰基具有相當高的穩(wěn)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[2]。因此，對于含氰廢液的合規(guī)處置具有重要的研究意義。

結合廠區(qū)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(chǎn)過程中實現(xiàn)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(jīng)實驗室檢測，含氰廢液的檢測結果見表1。

表1 含氰廢液檢測指標一覽表

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+、Fe3+離子絡合，形成沉淀物普魯士藍C6Fe2KN6(又稱鐵藍)，從而達到除氰的目的。普魯士藍在溶液中性質穩(wěn)定，不易分解。進一步加堿調節(jié)溶液pH至中性，再加入絮凝劑進行絮凝沉淀，經(jīng)過壓濾機壓濾后實現(xiàn)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(tǒng)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(fā)現(xiàn)鐵鹽對廢液中氰化物具有較好的絡合作用。根據(jù)廠區(qū)生產(chǎn)設備、操作難易程度以及產(chǎn)泥量大會增加生產(chǎn)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(yōu)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(jīng)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(qū)收集的廢硫酸來調節(jié)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(qū)污水的進水要求，需調節(jié)廢水的pH值至8～10，相較于石灰，氫氧化鈉的產(chǎn)泥量相對較少，考慮采用廠區(qū)的廢氫氧化鈉進行pH值調整，從而達到以廢治廢的目的，節(jié)約生產(chǎn)原輔料的消耗。

在建筑工程項目中，工程造價的預算編制不合理受很多因素的影響，在工程造價預算中無論哪個因素出現(xiàn)問題都會使預算結果出現(xiàn)嚴重的偏差。影響預算編制不合理的主要原因有，建筑工程編制的人員素質較低、相關工作人員的意識淡薄、建筑工程的規(guī)模偏大、施工條件落后等等。這些因素都會給建筑工程造價預算工作帶來很大的難度，此外還有建筑行業(yè)市場經(jīng)濟活動的存在，也會影響工程造價預算的結果。[2]

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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生協(xié)同作用，提高絮凝處理能力，降低產(chǎn)泥量及生產(chǎn)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 400 mL 含氰廢液于 500 mL 燒杯中，加入廢硫酸調節(jié)溶液的pH至2～3，加入硫酸亞鐵 20 g，攪拌 5 min，加入聚鐵 20 g，攪拌 5 min。加入廢氫氧化鈉調節(jié)溶液的pH至8，加入絮凝劑聚鋁 20 g，攪拌 5 min，加入聚丙烯酰胺(PAM)0.4 g，攪拌 5 min，靜置沉降1～1.5 h，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(jīng)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。

表2 實驗小試檢測結果一覽表

2.3 工藝流程

含氰廢液的批量處置工藝的確定為：調節(jié)含氰廢液的pH至酸性，產(chǎn)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(jié)pH至弱堿性，加入絮凝劑聚鋁、PAM，絮凝沉降后廢水經(jīng)壓濾機實現(xiàn)泥水分離處置，含氰廢液處理工藝流程見圖1。

圖1 批量處理含氰廢液工藝流程圖

2.3.1 化學絡合沉淀反應

生產(chǎn)時，每批次將 5 m3含氰廢液泵入廢水池，加入 5 m3的滲濾液進行稀釋。稀釋完成后將 10 m3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 0.05 m3的廢硫酸調節(jié)廢液的pH至2～3，邊加邊攪拌。產(chǎn)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0.25～0.30 m3硫酸亞鐵溶液，攪拌 10 min 后，加入0.25～0.30 m3聚鐵溶液，充分攪拌反應 10 min。

2.3.2 絮凝沉淀反應

化學絡合反應完成后，加入0.05～0.1 m3的氫氧化鈉溶液調節(jié)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45～50 L，充分攪拌反應5～10 min。

2.3.3 泥水分離

絮凝沉淀反應完成后，廢水經(jīng)壓濾機壓濾后實現(xiàn)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(tǒng)處理合格后回用。

2.4 設備參數(shù)

含氰廢液處理工藝的主要設備規(guī)格及參數(shù)見表3。

表3 主要設備參數(shù)

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[4]。

表4 污水進水標準

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(shù)檢測，檢測結果均達標，統(tǒng)計結果見表5。

表5 總氰檢測結果統(tǒng)計表 ρ/mg·L-1

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(xiàn)場操作人員嚴格遵守設備操作規(guī)程，結合生產(chǎn)實際情況適當調整控制參數(shù)；

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(tǒng)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(yè)高濃度無機含氰廢液的生產(chǎn)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(chǎn)指導意義。