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含氰廢水的危害和處理工藝方法

  • 由 鴻泰華瑞汙水處理裝置 發表于 動作武俠
  • 2022-04-16
簡介儘管有這些好處,但設施需要考慮僅靠化學沉澱可能不足以滿足氰化物去除目標,因此可能需要與其他處理技術結合使用,例如遵循具有物理分離和或氧化步驟的沉澱步驟

生活中水有什麼用途

氰化物可以在生產各種商品和材料產生的工業廢水流中找到,包括精煉金屬和合金,皮革,油漆,顏料,木材防腐劑,電子產品和化學品等。然而,鑑於氰化物既具有劇毒又受到高度監管,您可能想知道如果工業廢水中含有氰化物該怎麼辦。

簡短的答案是,廢水流中的氰化物通常需要某種形式的廢水處理。在本文中,我們將概述通常用於從工業廢水中去除氰化物的技術,並瞭解每種技術的優缺點,因為它們與各種行業和過程有關。

您的工廠是否需要從廢水中去除氰化物?

最基本的是,氰化物是含有特定型別的碳氮陰離子基團的任何物質。這可能包括遊離氰陰離子(CN–),以及許多不同的化合物,如氰化鉀(KCN),氯化氰(CNCl)和許多其他化合物。

雖然這些不同的氰化物物種具有不同的化學特性,但所有形式的氰化物都被認為是有毒的,因此受到全球許多國家嚴格的監管準則的約束。簡而言之,如果您的工業設施處理任何型別的氰化物,您可能需要採取措施監測和處理廢水,以確保氰化物含量保持在法定限值以下。

有關氰化物處理和排放的具體規定可能因多種因素而異,包括您的行業、設施位置和您選擇的廢水排放策略。例如,在美國,向公共水道排放廢水的工業設施受到嚴格的氰化物限制,通常每月平均出水限值設定在0。005 ppm左右或更低。還明確禁止設施簡單地稀釋廢物流,以符合汙水流中氰化物的限制。

含氰廢水的危害和處理工藝方法

因此,汙水流中含有氰化物的設施可能需要實施廢水處理解決方案,以符合任何適用的法規要求。

從廢水中去除氰化物的最佳技術是什麼?

有許多廢水處理技術適用於氰化物去除,與任何分離或處理解決方案一樣,選擇最佳的氰化物去除技術歸結為滿足您設施的特定需求。要考慮的最重要因素之一是廢物流中存在哪些氰化物種類。出於廢水處理目的,氰化物通常分為兩組:

強酸解離劑(SADs):SAD是氰化物化合物,其中氰基(CN)與金,鐵,銀或鈷等金屬具有強鍵。SAD氰化物通常不能被氧化或分解,而是必須透過一些物理分離手段(例如沉澱或膜過濾)去除。

弱酸解離物(WADs): WAD是氰化物,在中性pH值或低於中性pH值時容易解離,包括遊離氰化物陰離子(CN–)、氰化氫 (HCN) 和氰化物物種,其中氰基團與鎘、銅、鎳和鋅等金屬具有較弱的鍵。與SAD相比,WADs毒性更大,化學穩定性更差。WAD氰化物通常可以透過生物或化學手段分解,以在稱為氧化或氰化物破壞的過程中產生毒性較小的產物。

除了評估廢水中存在哪些氰化物外,您的設施還應考慮諸如氣流pH值,溫度,流速,體積以及氣流中氰化物的當前和目標濃度等因素。考慮這些因素中的每一個對於瞭解哪種型別的氰化物去除和廢水處理策略最適合您的設施至關重要。下面,我們將總結去除或減少廢水中氰化物含量的最常見方法,並解釋每種方法的優缺點。

化學沉澱

化學沉澱是SAD氰化物含量的溪流中比較流行的分離技術之一。該過程包括將金屬或金屬陽離子新增到廢水流中,其與存在的氰化物反應形成新的金屬 - 氰化物配合物或沉澱物。然後,沉澱的顆粒可以透過物理分離過程(例如沉澱或介質過濾)從液流中除去。

化學沉澱通常用於除氰的方法之一是透過新增鋅來處理SAD氰化金溶液。在這個例子中,鋅取代了金,導致金沉澱物,以及可以透過單獨的氧化反應分解的新的WAD氰化鋅絡合物。另一個常見的例子是稱為浮選的相關過程。在本例中,將陽離子表面活性試劑或表面活性劑加入到SAD氰化物溶液中。陽離子表面活性劑與陰離子氰化物配合物反應,形成有機鹽沉澱物。

最重要的是,化學沉澱是一種相對簡單和經濟的解決方案,對於處理含有SAD氰化物複合物的溪流是有效的,特別是對於需要連續處理解決方案的設施。

儘管有這些好處,但設施需要考慮僅靠化學沉澱可能不足以滿足氰化物去除目標,因此可能需要與其他處理技術結合使用,例如遵循具有物理分離和/或氧化步驟的沉澱步驟。化學沉澱的其他潛在缺點包括pH值的變化,以及需要管理流pH值以促進所需的反應。

吸附

吸附是氰化物濃度相對較低的工藝和廢水流中最常用的氰化物去除方法之一。吸附的工作原理是利用分子吸引力從液體流中除去氰化物(和其他汙染物)。該過程包括將過程或廢水透過某種型別的吸附介質,這些吸附介質用於吸引和保留汙染物,同時允許液體流出物流過。

吸附提供了許多好處,包括相對較低的操作成本,材料和廢物排放。此外,吸附的氰化物在某些情況下可以被解吸和濃縮以進行回收和再利用。然而,值得注意的是,吸附有一些侷限性,為了實現這些好處,需要考慮這些侷限性。其中一個事實是,吸附在中性或接近中性pH水平時最有效。

此外,許多型別的吸附介質非選擇性地去除各種流成分,這對於具有複雜廢水流的設施或需要選擇性去除以支援回收或回收工作的設施來說可能是一個問題。

要考慮的最重要因素是吸附劑介質的容量有限,需要定期更換以確保足夠的汙染物去除效能。一般來說,氣流中氰化物和/或其他汙染物的濃度越高,需要更換吸附劑介質的頻率就越高。為了最佳化氰化物去除吸附技術的效能,設施有時會選擇實施由銀鹽或銅鹽的化學新增組成的預處理步驟。

設施有時也可以透過採購某些工業副產品作為吸收介質來實現成本節約。事實上,活性炭是迄今為止用於去除氰化物的最常見吸附劑介質,可以來自堅果殼、咖啡渣和橄欖坑等副產品,而其他副產品,如煅燒蛋殼和咖啡殼,也顯示出作為氰化物吸附有效材料的希望。然而,一般來說,吸附劑介質的容量限制通常意味著吸附技術最適合氰化物濃度相對較低的流;適用於氰化物水平偶爾或季節性升高的設施;或願意實施某種形式的預處理的設施。

離子交換

離子交換(IX)是一種物理化學處理過程,其中液體流透過樹脂基材,促進帶電離子(如氰化物陰離子)的交換。IX系統中使用的樹脂是根據目標汙染物的離子電荷精心挑選的。對於需要去除氰化的物流,設施通常使用螯合樹脂或強鹼陰離子(SBA)樹脂。當氣流進入IX塔時,樹脂選擇性地從溶液中捕獲氰化物陰離子,保留它們直到樹脂再生。

一般來說,IX非常適合希望將氰化物含量降低到嚴格監管限值以下的設施;對於那些希望用相對較低濃度的氰化物處理大量水的人;或用於需要選擇性去除氰化物和/或貴重金屬回收的設施。雖然IX可以成為這些情況和優先順序的良好解決方案,但也存在一些明顯的缺點。最重要的是,IX系統在維護和運營支援方面需要適度的努力和成本。

氰化物濃度越高,設施再生樹脂的頻率就越高,由於再生化學品的消耗量更大,樹脂壽命更短,因此成本更高。此外,IX 可能對 pH 值敏感,因此設施需要制定計劃來保持一致的 pH 值和/或考慮是否需要調整 pH 值以最佳化 IX 系統性能。最後,設施需要規劃處理和處置因IX系統使用而產生的廢物,其中可能包括氰化物汙染的樹脂,再生化學品和沖洗水。一般來說,溪流中氰化物的濃度越高,由於維護和廢物排放成本較高,IX的成本效益就越低。

膜分離

膜過濾是一種物理分離技術,它使用半滲透屏障選擇性地去除液流中的某些汙染物。在過去的幾十年中,系統設計和膜材料的進步促進了膜分離技術在傳統物理化學分離方法上的採用增長。

在膜分離中,設施將透過液流透過多孔膜,通常是透過對流施加壓力。膜中的孔精確大小,以保留目標離子,分子或顆粒,同時允許水和其他流成分透過。設施通常利用反滲透(RO)或電滲析來去除氰化物陰離子。在某些情況下,設施還可以實施微濾或超濾系統,透過在下游RO裝置之前預處理流來提高效率。

膜分離對於生產氰化物含量低的廢水非常有效,對於需要遵守嚴格廢水法規的直接排放者來說,膜分離是一個很好的解決方案。此外,膜分離導致高度濃縮的廢品流,佔用的體積相對較小,因此處理成本最低。然而,儘管有這些好處,但出於氰化物去除目的而研究膜分離的設施應該意識到一些缺點,其中可能包括系統維護和膜更換的成本,以及相對較高的能耗和流速限制。

破壞/氧化

氰化物破壞也稱為氧化,是使用化學氧化劑(或其他試劑)分解WAD氰化物中的碳氮三鍵的過程。這種氧化反應形成氰酸鹽(OCN–),其毒性遠低於氰化物,在環境中的永續性也較低。

有幾種不同型別的氰化物破壞,化學新增是最流行的方法。設施可以從許多常用的化學氧化劑中進行選擇,包括過氧化氫,氯,氧氣,次氯酸鹽和二氧化硫等。所有化學氧化劑都具有高電子親和力,這意味著它們能夠吸引電子遠離氰化物陰離子以形成氰酸鹽。

大多數化學氧化劑需要12或更高的強鹼性pH值,儘管有些,如二氧化氯,在中度鹼性pH值低至9時有效。其有效性和相對的技術簡單性使化學氧化非常適合含有WAD氰化物的高容量流,特別是那些氰化物含量超過生物處理方案支援的限值的流。然而,儘管化學氧化對處理WAD氰化物有效,但由於用於氧化和pH控制的化學品的消耗以及廢水排放成本,化學氧化可能代價高昂。此外,氧化對於SAD氰化物物種的修復在很大程度上是無效的。

雖然不太常見,但還有其他形式的氰化物破壞,這些形式在某些情況下可能非常有效。這包括生物氧化,一種使用由細菌,真菌,藻類,酵母和/或植物組成的生物質自然氧化氰化物的方法。這種形式的生物處理對於氰化物含量相對較低的廢水來說是一個不錯的選擇。氰化物氧化的其他方法包括電解和光解,它們分別利用電流或紫外線輻射來催化電子的轉移,將氰化物分解成毒性較小的成分。

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