申请日2013.04.25
公开(公告)日2013.08.07
IPC分类号C02F1/72; C02F101/18; C02F1/66
摘要
本发明高浓度无机氰废水的处理方法，包括以下步骤：⑴利用浓度为20～90%的氢氧化钠溶液将高浓度无机氰废水的pH值调节至8～11;⑵向调节pH值后的废水中投加浓度为10～50%过氧化氢溶液及质量浓度为10～200mg/L硫酸铜溶液，所述过氧化氢溶液的投加量为氧化剂与废水中无机氰化物的质量比为2～10;⑶利用机械搅拌或者水力搅拌装置进行搅拌，反应0.5～4小时后排放出水。本发明的处理装置含有主体反应器及进水单元、pH控制单元、加药单元、液位控制单元、搅拌单元和出水单元。本发明的处理方法工艺流程简洁、操作简单、处理效果好;本发明的处理装置能保证本发明的处理方法的实施，各结构单元符合连续处理废水的要求。
权利要求书
1.一种高浓度无机氰废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)利用碱液将高浓度无机氰废水的pH值调节至8～11;
(2)向步骤(1)调节pH值后的废水中投加氧化剂及催化剂，所述氧化剂的投加量为氧化剂与废水中无机氰化物的质量比为2～10;
(3)利用机械搅拌或者水力搅拌装置进行搅拌，使废水中的无机氰根与氧化剂、催化剂能完全反应;反应0.5～4小时后排放出水。
2.根据权利要求1所述的高浓度无机氰废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述的碱液为浓度为20%～90%的氢氧化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的高浓度无机氰废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述氧化剂为浓度为10%～50%过氧化氢溶液，所述催化剂为质量浓度为10～200mg/L的硫酸铜溶液。
4.一种高浓度无机氰废水的处理装置，含有主体反应器(01)、进水管(02)、进水口(03)、出水口(04)、出水管(05)以及进水单元、pH控制单元、加药单元、液位控制单元、搅拌单元和出水单元，其特征在于：
所述进水单元含有进水泵(1)、进水阀(3)、进水流量计(4);所述进水泵(1)、进水阀(3)、进水流量计(4)依次设置在进水口(03)之前的进水管(02)上;
所述pH控制单元含有酸液储罐(5)、碱液储罐(6)、酸液计量泵(7)、碱液计量泵(8)、pH控制器(9)以及pH探头(10);所述酸液储罐(5)和碱液储罐(6)分别通过酸液计量泵(7)、碱液计量泵(8)和管道在pH控制器(9)的控制下与所述主体反应器(01)连接，所述pH控制器(9)与所述pH探头(10)连接，由所述pH探头(10)为pH控制器(9)提供主体反应器(01)内废水的pH信息;
所述加药单元含有若干药剂储罐以及与所述药剂储罐等量的加药计量泵，各药剂储罐分别通过各自的加药计量泵和管道与所述主体反应器(01)连接;
所述液位控制单元含有液位控制器(16)，所述液位控制器(16)与进水泵(1)、出水泵(13)电连接;
所述搅拌单元含有搅拌阀(14)、搅拌流量计(15)和搅拌管(17)，所述搅拌阀(14)的一端通过管道与出水泵(13)连接，所述搅拌阀(14)的另一端通过管道和搅拌流量计(15)与搅拌管(17)连接，所述搅拌管(17)开有小孔的前端延伸至主体反应器(01)内的下端;
所述出水单元含有出水泵(13)、出水阀(19)和出水流量计(20)，所述出水泵(13)、出水阀(19)和出水流量计(20)依次设置在出水口(04)之后的出水管(05)上。
5.根据权利要求4所述的高浓度无机氰废水的处理装置，其特征在于，所述进水口(03)设置在主体反应器(01)的上部分。
6.根据权利要求4所述的高浓度无机氰废水的处理装置，其特征在于，所述出水口(04)设置在主体反应器(01)的下部分。
7.根据权利要求4所述的高浓度无机氰废水的处理装置，其特征在于，在所述进水泵(1)与进水阀(3)之间的管道上设有进水取样口(2)。
8.根据权利要求4所述的高浓度无机氰废水的处理装置，其特征在于，在所述出水泵(13)与出水阀(19)之间的管道上设有出水取样口(18)。
9.根据权利要求4所述的高浓度无机氰废水的处理装置，其特征在于，在所述搅拌管(17)的前端能选择性地设置搅拌装置。
说明书
高浓度无机氰废水的处理方法及装置
技术领域
本发明涉及一种废水处理技术领域，具体地说，涉及高浓度无机氰废水的处理方法及其装置。
背景技术
氰化物是指带有氰基(CN)的化合物，它通常分为两类：一类为无机氰化物，如氰化氢、氰化钾等等;另一类为有机氰化物，如丙烯腈、乙腈等等。两类氰化物均属于剧毒物质。因此，随意排放氰化物或者含氰废物会对环境、对人类造成极大危害。在我国现行的污水中和排放标准中，氰化物属于第二类污染物，对氰化物的允许排放浓度有严格的强制规定。
在目前的工业生产过程中，含氰废水主要来自于采矿污水、金属电镀污水、焦炉和高炉的煤气洗涤废水以及化工生产废水等。但是，由于含氰废水中氰化物的存在形式是不同的，因此，对含氰废水的处理方法也应该是不同的。目前在采用的含氰废水的处理工艺主要包括：
(1)物理法，其主要包括酸化回收、膜分离法等方法。中国专利文献CN201990510U以及CN102120629A均公开了一种气提法处理含氰废水的方法。但是，由于该工艺需要将废水的pH值调节至酸性，从而是在产生剧毒的氰化氢气体的情况下再进行气提操作的，在反应过程中存在较大的安全风险，一旦产生反应装置的泄漏，将造成严重的后果。此外，酸性的工艺条件对装置的耐腐蚀性提出了较高的要求。而膜分离法由于其投资成本较高、日常维护较繁琐等原因尚未被广泛运用于处理含氰废水。
(2)化学法，主要包括化学氧化法。目前，化学氧化法研究及运用最广泛的是高级氧化技术，它又包括电化学法、催化氧化法等。中国专利文献CN101962214A公开了一种利用电解法处理含氰废水的方法。中国专利文献CN102807281A公开了一种利用臭氧氧化法处理含氰废水的方法。中国专利文献CN102642986A公开了一种利用碱性过氧化氢高级氧化法处理有机含氰废水的方法。目前，化学法处理含氰废水的难点在于运行成本的控制，尤其是氧化药剂的成本。此外，还需要严格监控反应后所产生的副产物，例如：利用含氯氧化剂(如次氯酸钠、二氧化氯等)进行含氰废水处理的过程中会产生比氰化物本身毒性更强的氯代有机物。
(3)生物法，主要包括好氧生物法、厌氧生物法等方法。由于氰化物本身毒性较大，传统的生物法仅限于处理较低浓度的含氰废水。在利用生物法处理高浓度含氰废水的过程中，需对微生物进行驯化或者投加特种微生物后方能进行废水处理。但是，由于微生物驯化所需时间较长、投加特种微生物的成本较高，因此，利用生物法处理含氰废水的实例较少。
就目前采用的含氰废水的处理工艺而言，在处理方法上都存在不足之处。因此，如何有效处理高浓度含氰废水一直是污水处理行业的研究热点。
发明内容
本发明的目的在于尝试解决上述问题，提供一种高浓度无机氰废水的处理方法，利用碱性过氧化氢催化氧化的方法对高浓度无机氰废水进行处理;本发明的再一目的是，为所述的处理方法提供一种处理装置。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。
一种高浓度无机氰废水的处理方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)利用碱液将高浓度无机氰废水的pH值调节至8～11;
(2)向步骤(1)调节pH值后的废水中投加氧化剂及催化剂，所述氧化剂的投加量为氧化剂与废水中无机氰化物的质量比为2～10;
(3)利用机械搅拌或者水力搅拌装置进行搅拌，使废水中的无机氰根与氧化剂、催化剂能完全反应;反应0.5～4小时后排放出水。
进一步，步骤(1)所述的碱液为浓度为20%～90%的氢氧化钠溶液。
进一步，步骤(2)所述氧化剂为浓度为10%～50%过氧化氢溶液，所述催化剂为质量浓度为10～200mg/L的硫酸铜溶液。在碱性条件下，过氧化氢分子不稳定，易于分解生成强氧化剂分子氧，过氧化氢和分子氧能同时针对无机氰根进行氧化反应，从而提高反应的除氰效率。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。
一种高浓度无机氰废水的处理装置，含有主体反应器、进水管、进水口、出水口、出水管以及进水单元、pH控制单元、加药单元、液位控制单元、搅拌单元和出水单元，其特征是，所述进水单元含有进水泵、进水阀、进水流量计;所述进水泵、进水阀、进水流量计依次设置在进水口之前的进水管上;所述pH控制单元含有酸液储罐、碱液储罐、酸液计量泵、碱液计量泵、pH控制器以及pH探头;所述酸液储罐和碱液储罐分别通过酸液计量泵、碱液计量泵和管道在pH控制器的控制下与所述主体反应器连接;所述pH控制器与所述pH探头连接，由所述pH探头为pH控制器提供主体反应器内废水的pH信息;所述加药单元含有若干药剂储罐以及与所述药剂储罐等量的加药计量泵，各药剂储罐分别通过各自的加药计量泵和管道与所述主体反应器连接;所述液位控制单元含有液位控制器，所述液位控制器与进水泵、出水泵电连接;所述搅拌单元含有搅拌阀、搅拌流量计和搅拌管，所述搅拌阀的一端通过管道与出水泵连接，所述搅拌阀的另一端通过管道和搅拌流量计与搅拌管连接，所述搅拌管开有小孔的前端延伸至主体反应器内的下端;所述出水单元含有出水泵、出水阀和出水流量计，所述出水泵、出水阀和出水流量计依次设置在出水口之后的出水管上。
进一步，所述进水口设置在主体反应器的上部分。
进一步，所述出水口设置在主体反应器的下部分。
进一步，在所述进水泵与进水阀之间的管道上设有进水取样口(可通过进水取样口对废水进行取样和分析)。
进一步，在所述出水泵与出水阀之间的管道上设有出水取样口(可通过出水取样口对处理后的排放水进行取样和分析)。
进一步，在所述搅拌管的前端能选择性地设置搅拌装置。
本发明的积极效果是：
(1)本发明的处理方法利用碱性过氧化氢催化氧化法将废水中的无机氰根(CN-)通过过氧化氢的强氧化性直接转化成碳酸根(CO32-)或碳酸氢根(HCO3-)以及铵根(NH4+)。在碱性条件下，过氧化氢分子不稳定，容易分解形成分子氧。由于分子氧也具有较强的氧化性，因此，过氧化氢和分子氧能同时针对无机氰根进行氧化，从而提高反应的除氰效率。
(2)在反应过程中，将硫酸铜作为催化剂能显著提高反应速率，从而缩短反应时间。
(3)本发明的处理方法具有工艺流程简洁、操作简单、处理效果好的优点。
(4)本发明的处理装置能保证本发明的处理方法的实施，本发明的处理装置的各结构单元符合连续处理废水的要求。
