钢丝电镀过程中含氰废水的处理

1、钢丝电镀过程中含氰废水的处理梁晓文(郑州金属制品研究院450007石剑锋(南京理工水夫环保科技有限公司210094摘要介绍ClO 2氧化法对钢丝电镀过程中产生含氰废水的处理工艺及方法。研究pH 值对除氰率的影响,当pH值为酸性的情况下,C N -的去除率不到20%;当pH 值大于11时,30min 内除氰率可达95%以上。当ClO 2/C N -在3.54.5时对C N -质量浓度为100300mg/L 的废水进行处理,除氰率高达99.9%,而且处理效果稳定。关键词二氧化氯;氧化法;氰化物;除氰率中图分类号T Q085+.4T reatment of W aste W ater with Cy

2、anide in Course of Steel Wire E lectroplatingLiang X iaowen(Zhengzhou Steel Wire Products Research Institute 450007Shi Jianfeng(Nanjing Ligong Shuifu Environment Protection Science and Technology Co.,Ltd.210094Abstract T o introduce the ClO 2oxidation process and method to dispose steel wire electro

3、plating waste water with cyanogens .The effect of pH value on cyanogens rem oval rate is researched.The result shows that the C N -rem oval rate is less than 20percent when pH value takes on acidity ,the cyanogens rem oval rate is m ore than 95percent in 30minute when pH value is m ore than 11.When

4、ClO 2and C N -mass concentration ratio equals 3.54.5,the cyanogens rem oval rate is up to 99.9%for the waste water with mass concentration of 100300mg/L cyanogens ,and the disposal effect is stable.K eyw ords ClO 2;oxidation method ;cyanogens ;cyanogens rem oval rate在胎圈钢丝、钢帘线及气保焊丝、胶管钢丝等产品的氰化镀铜过程中产生的

5、含氰废水,不经治理直接排放,将造成严重的环境污染。含氰废水以往采用氯氧化法处理工艺,设备和工艺复杂,运行成本高,且易产生氯气二次污染和废渣污染等问题。采用二氧化氯氧化法取代氯氧化法工艺具有安全、高效、操作简单、无二次污染等优点,实际应用效果理想。1反应原理ClO 2是一种强氧化剂,它可将C N -氧化成C O 2和N 2而达到净化目的,ClO 2与C N -在碱性条件下能迅速发生反应,生成亚氯酸盐和氰酸盐。2ClO 2+C N -+H 2O C NO -+2ClO 2-+2H +(1对于铜、锌、镍等重金属的络合氰化物,其反应过程分两步进行。首先氰化物被氧化成亚氰酸盐,同时ClO 2被还原成亚氯

6、酸盐,然后亚氯酸盐在金属离子的催化作用下进一步氧化C N -成为氰酸盐。2ClO 2+5C N -+H 2O 5C NO -+2Cl -+2H +(2氰酸盐在ClO 2的氧化作用下,进一步水解,分解成C O 2和N 2,实现含氰废水处理的目的。6ClO 2+10C NO -+2H 2O 10C O 2+5N 2+4OH -+6Cl -(32试验结果2.1pH 值对除氰率的影响为了研究pH 值对二氧化氯除氰的影响,采用不同的pH 值进行了试验,其条件及结果图1。由图1可知,pH 值对二氧化氯除氰的效率具有明显的影响:当pH 值为酸性的情况下,C N -的去除专利技术,专利号:Z L941378.

7、7第30卷第6期金属制品2004年12月V ol 130N o 16S teel Wire Products December 2004 (废液中C N -的质量浓度C N -=187mg/L ,ClO 2/C N -=4图1pH 值对C N -去除率的影响率不到20%,而且增加反应时间对去除率的影响也不很大,这说明二氧化氯在酸性条件下,对氰化物的作用是极低的;当pH 值为弱碱性条件时,图1中的pH 值为7.8,9.8时,随着反应时间的加长,去除率也相应提高,当反应时间达到6h 时,去除率可达80%以上;当pH 值达到12.4时,反应2h 的去除率就可达96.3%,6h 后达到99.9%。这说

8、明二氧化氯对氰化物的氧化作用可以在弱碱条件下进行,但相应的反应时间必须加长。如果反应需要在短时间内完成,则应保持较高的pH 值。实验证明,当pH值为11.6,ClO 2/CN -=4时,C N -的去除率在30min 内基本达到95%以上,效果良好。2.2C N -对除氰率的影响为了研究浓度对二氧化氯除氰的影响,在pH值一定的条件下,采用不同的浓度值进行了试验,结果如图2所示 。(pH 值=11.6,ClO 2/C N -=4图2质量浓度对C N -去除率的影响当C N -的质量浓度从100mg/L 增加到300mg/L 时,去除率呈现先上升后下降的趋势,在质量浓度为230mg/L 左右达到最

9、大值96.6%。说明浓度过大或过小都会影响去除率。当质量浓度范围在100300mg/L 时,去除率在95.0%96.6%之间,变化范围不大。这说明当pH 值为11左右,ClO 2/CN-值为4时,浓度不是影响氰去除率的关键因素。2.3ClO 2/CN -对除氰率的影响pH 值和浓度不变,采用不同的ClO 2/CN -值进行试验,研究对二氧化氯除氰的影响,结果如图3所示 。(pH 值=11.6,废液中氰化物质量浓度=230mg/L 图3ClO 2/C N -对C N -去除率的影响由图3可知,当pH 值为11.6时C N -的去除率说明当原溶液中氰化物的质量浓度大于230mg/L 时,其浓度越大

10、,相应的二氧化氯需要量反而越低,表明原溶液氰化物浓度增加时有利于氧化反应的进行。当ClO 2/CN -值在2.54.8时,去除率在95.0%95.8%之间,变化范围很小。这说明当pH 值为11左右,原溶液氰化物的质量浓度为230mg/L 时,ClO 2/CN -值不是影响氰去除率的关键因素。以上试验表明:pH 值对二氧化氯除氰的效率具有明显的影响,在酸性条件下,二氧化氯对氰化物的作用是极低的;弱碱性条件下,氧化速率较慢需延长时间取得较高去除率;当pH 值为1112,ClO 2/CN -=3.54.5时对含氰浓度为100300mg/L 的废水处理,效率最高达99.9%,平均去除率可达95%以上。

11、二氧化氯除氰处理效果稳定,而且原废液中氰化物浓度越高,达到同一去除率时的ClO 2/CN -越低。说明高浓度的含氰量有利于氧化反应的进行,相应所需要的ClO 2量就越低。3工艺流程首先将含氰废水收集在调节池内,处理时用泵打入碱化池调节pH 值,采用pH 计控制加碱量,然后打入加有聚丙烯酰胺(PAM 和聚合氧化铝(PAC 94第6期梁晓文等:钢丝电镀过程中含氰废水的处理的絮凝池作预处理,再进入沉淀池进行沉淀,底部沉淀物作排泥处理,上部含氰废水打入接触池(反应池,同时加入ClO 2氧化剂,废水在反应器内停留时间为1530min ,此时需用电极电位控制仪ORP 或余氯检测仪控制ClO 2投加量,Cl

12、O 2/CN -大于3为佳,以提高C N -去除率。氧化反应过程中pH 值控制为:前段8.511,后段不小于7,出水残余ClO 2质量浓度ClO 2为13mg/L ,CN -<0.5mg/L ,pH <8,反应器出水最后进入排放池,经检验合格后直接排放。ClO 2处理含氰废水的工艺流程见图4 。1调节池;2碱化池;3絮凝池;4沉淀池;5接触池;6排放池图4ClO 2处理含氰废水的工艺流程图4自动控制系统氧化反应的自动控制系统分两部分。一部分为pH 值控制系统,由pH 探头、计量加药泵、液位计和控制箱组成。控制系统根据pH 探头反馈信号,自动控制计量泵的加碱量,保持最佳的反应pH 值

13、;另一部分为二氧化氯加药控制系统,由pH 探头、余氯检测仪、电极电位(ORP 控制仪、计量加药泵、液位计和控制箱组成,系统根据余氯检测仪以及pH 探头的信号控制二氧化氯的加药量,使二氧化氯对氧化物的氧化效率保持在最佳状态。同时,当缺药时通过液位信号使系统自动停机,以保证加碱和加药的安全和准确,实现含氰废水处理过程的自动控制。5结论(1二氧化氯除氰处理效果稳定,是一种有效去除水中高浓度氰化物的方法;(2pH 值对二氧化氯除氰的去除率具有明显的影响,当pH 值大于11时,30min 的反应时间去除率可达95%以上;(3对于质量浓度在100300mg/L 的含氰废水,当pH 值为1112.6之间,ClO 2/CN -为2.54.6时,去除率均在95%以上,并且处理效果稳定;(4原水中氰化物浓度越高,反而有利于氧化反应的进行,相应的ClO 2需要量越低。(5二氧化氯处理系统工艺简单,操作安全方便,自动化程度高。(收稿日期:2004-06-15作者简介梁晓文1972年生,郑州金属制品研究院设计所工程师。石剑峰1970年生,南京理工水夫环保科技有限公司工程师。(上接第42页6结语造成质量问题的原因存在于整个焊丝生产过程中,而往往在成品时才被发现。盘条前处理的好坏和