硫酸亚铁-二氧化氯法处理高质量浓度含氰废水
摘要:试验研究了硫酸亚铁-二氧化氯处理含氰废水的方法。在高质量浓度含氰废水中,先加入硫酸亚铁处理后,过滤,再加入二氧化氯进行二次废水处理。该方法节省了反应单元,过滤时氰的质量浓度已达到排放标准,改善了操作环境,提高了铁蓝的质量。
关键词:含氰废水；络合沉淀；二氧化氯氧化；处理
0 引 言
含氰废水来源非常广泛,如氰化法提金、电镀、金属加工、炼焦、农药化学工业等。极少量的氰化物就会使人、畜在很短的时间内中毒死亡,还会造成农作物减产。氰化物污染水体引起鱼类、家畜以至人群急性中毒的事例,国内外均有报道。因此,含氰废水必须进行处理,必须达到国家制定的排放标准[1,2]。
氰化物处理方法很多,如酸化回收法、膜分离技术、化学络合法、萃取法、自然降解法、化学氧化法等[3,4]。化学络合法药剂来源广、耗量少、成本低,设备投资费用少,操作方便,且产物可回收制造铁蓝或进一步制造黄血盐(K4[Fe(CN)6·3H2O])产品,因此在高质量浓度含氰废水处理中优势明显,日益受到重视[5,6]。但是,该方法处理程度不够,难以达到排放标准,尤其是处理CN-质量浓度低于10mg/L时,效果更差。二氧化氯是一种新型的水处理剂；与氯气相比,它具有氧化性更强、操作安全简便、受pH值影响较小的特点。由于具有强氧化性、氧化能力持久等优点,二氧化氯在废水处理方面的应用与研究已有越来越多的报道[7,8]。显然,二氧化氯处理含氰废水不能回收氰化物,特别在高质量浓度废水中药剂用量大,很不经济。将硫酸亚铁法与二氧化氯法联合应用,既能回收氰化物,又能使处理后废水达到排放标准,无疑有着重要的经济效益和环境效益。
1 去除氰化物原理
1.1 硫酸亚铁去除氰化物原理
CN-与多种金属离子可形成稳定络合物,而多数络合物是无毒无害的。根据这一性质常用Fe2+和CN-形成Fe(CN)4-6,然后再与其它金属离子形成沉淀的特性来处理含氰废水。通常选用廉价的硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)为沉淀剂,将CN-转化为亚铁蓝(Fe2[Fe(CN)6],Ksp=10-35)沉淀:
6CN-+3FeSO4·7H2OFe2[Fe(CN)6]↓+3SO2-4+21H2O；
经曝气,亚铁蓝在空气中氧气的氧化下,将进一步转化为铁蓝(Fe4[Fe(CN)6]3,Ksp=10-42)沉淀:
3Fe2[Fe(CN)6]+2H2SO4+O2Fe4[Fe(CN)6]3↓+2FeSO4+2H2O。
1.2 二氧化氯去除氰化物原理
二氧化氯去除氰化物反应也是分为两个阶段完成,即局部氧化反应和完全氧化反应。但是,与ClO-不同的是局部氧化阶段中,ClO2会消耗OH-,因此该阶段进行过程中pH值会下降；第二阶段完全氧化反应最好在酸性条件下进行,这样可以充分发挥ClO2的氧化能力。
其反应机理第一步为:
CN-+2ClO2+2OH-CNO-+2ClO-2+H2O；
第二步是氰酸盐CNO-继续被氧化:
10CNO-+6ClO2+4H+10CO2+5N2+6Cl-+2H2O,
2CNO-+6ClO2+2H2O2CO2+N2+6ClO-2+4H+。
2 试验部分
2.1 试剂和仪器
FeSO4·7H2O:分析纯,天津市天河化学试剂厂；浓硫酸:分析纯,南京化学试剂厂；模拟含氰废水:用NaCN自制,起始pH值为10；稳定性二氧化氯:工业品,南京纳科精细化工有限公司；盐酸:分析纯,南京化学试剂厂。
BS110S电子分析天平,德国赛多利斯公司。
JJ-1精密增力电动搅拌器,常州国华电器有限公司。
2.2 氰化物分析方法
对于易释放氰化物和总氰化物的测定,采用GB7487-87方法。当质量浓度大于1mg/L,采用硝酸银滴定法；当质量浓度小于1mg/L,采用吡啶-巴比妥酸光度法。
2.3 试验步骤
2.3.1 硫酸亚铁处理含氰废水
取适量自制模拟含氰废水(CN-质量浓度为1000mg/L),加入一定量硫酸亚铁,搅拌一段时间,再静置一段时间后,过滤。过滤得到的滤液即为预处理后出水。分别测定处理后废水中易释放氰化物和总氰化物质量浓度。
2.3.2 硫酸亚铁-二氧化氯处理含氰废水
首先进行铁蓝的水溶性试验。取一定量硫酸亚铁处理含氰废水沉淀,用蒸馏水洗涤。即将沉淀放入烧杯中,加入pH值为6的蒸馏水,搅拌,静置一段时间后,过滤。测定滤液中总氰化物质量浓度。
取适量原自制模拟含氰废水,加入一定量硫酸亚铁,反应一段时间后,加入一定量活化后自制稳定性二氧化氯,反应一段时间,再静置一段时间后,过滤。过滤得到的滤液即为处理后出水。测定处理后废水中总氰化物质量浓度。
3 结果与讨论
3.1 硫酸亚铁处理含氰废水
3.1.1 硫酸亚铁加入量的确定
取200mL自制模拟含氰废水(CN-质量浓度为1000mg/L),加入一定量FeSO4·7H2O,用硫酸调节pH值为6,搅拌反应20min。硫酸亚铁加入量对废水处理效果的影响见表1。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
如果需要了解更加详细的内容，请点击下载 
硫酸亚铁_二氧化氯法处理高质量浓度含氰废水.pdf
下载该附件请登录，如果还不是本网会员，请先注册
