硫酸亚铁络合-次氯酸钙氧化法联合处理高炉煤气含氰洗涤废水

硫酸亚铁络合-次氯酸钙氧化法联合处理高炉煤气含氰洗涤废水 硫酸亚铁络合-次氯酸钙氧化法联合处理高 炉煤气含氰洗涤废水 ? 8?工业安全与环保2011年第37卷第7期 [ndus'trialSafetyandEnv/ronmeatalProtecti~Julv201l 硫酸亚铁络合一次氯酸钙氧化法 联合处理高炉煤气含氰洗涤废水 肖江平沈毅 (湖南华菱湘潭钢铁集团有限公司湖南湘潭411101) 摘要研究了硫酸亚铁络合一次氯酸钙氧化两步法静态和联合动态处理高炉煤气高浓度含氰洗涤废水,采用单因素法 确定了处理过程的工艺条件.结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,硫酸亚铁络合沉淀过程中的优化工艺条件是:硫酸亚铁加药量为理论量的2.5倍,DH 值为6,沉淀时间30min,此时废水中总氰化物和易释放氰化物的去除率分别为95.52%和93.10%;次氯酸钙氧化过程中,次氯 酸钙加药量为理论加药量的3.5倍,氧化反应pH值为10,反应时间30min,此条件下废水中总氰去除率达到93.46%.采用静 态和动态两步联合处理后,废水可以稳定达到国家《污水综合排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 GB8978—1996》一级指标要求. 关键词高炉煤气含氰洗涤废水总氰挥发氰氧化络合沉淀去除率 I珏ghCoQeenlratiolaCyanide—eontain~WastewaterTrealmentbyFerrousSulfateandCaldumIIypod~orite XIAOJian~ingSHENYi (HunanVallnXiangtanIronandSteelCo.,Ltd.Xiangtan,Hunan4111O1) A五吲瞳 act~ouO,smileandcontinuousdyamicexperiment.cyanidecontainingwashingwastewa亡ffofblast丘Jnlacegasistl~edbyferrous sulfateandcalciumhypodalontewia~equentstep.Theop~mumconditionsforthetreatmentaleobtainedby曲efactorerperimem.The re~tsshowflulttheremovalrate0ftotaley'anideandeasilyliberatedcyanideis95.52%and93.10%respectivelywhenferroussulf~ledosage is2.5timesasthetheoretical,theinitialpHis6andthereactiontimeis30minsinthechelationbyferroussulfate.Intheoxidation0fthe waltt~catel"bycalciumhypoehlorite.theop~maJconditionsaasfollows:calciumhypochloritedosage3.5timesasthetheoretical,pHof10 andreaeti~time30miIIS.Theremovalrateoftotalcyanidereach93.46%.Afterthetreatment.theCN—ma鹦concell[1'lltlonint}Iewaslewo 8.tct-canbewelle~trolled,meetingtheaisch~standardofGB8978——1996. KeyWordseymide-containingwaste~ter0fblastfurnacegastotalc,~deeasilyliberatedcyanideoxidationchel~cnrmlovalrate 0引言 钢铁企业的氰化物来源于高炉煤气洗涤过程.随着煤 气洗涤水的不断循环,水中氰化物浓度会越来越高,直至达 到饱和.高浓度的含氰洗涤水如直接外排会造成总排水氰 化物超标,污染河流水体,因此必须对其进行处理以降低其 浓度,使之达到继续循环使用或排放标准. 目前氰化物的处理方法很多,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L1I5J.其 中,硫酸亚铁化学络合法具有药剂来源广,耗量少,成本低,设 备投资费用少,操作方便,能处理大部分的络合氰化物,且产 物可回收制造铁蓝或进一步制造黄血盐[KFe(CN)6?3H20] 产品等特点,在高浓度含氰废水处理中优势明显.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一质量浓 度低于10碑_/L的含氰废水时,效果更差[4,6-8J.而采用次氯 酸钙氧化法虽能有效降低废水中低浓度的游离氰根离子,且 具有易于操作,药剂来源广的特点,但是该法在处理高浓度含 氰废水时药剂用量大,很不经济【.所以用上述单一的方法 处理钢铁企业含氰废水均存在技术或经济上的不足. 本研究采用硫酸亚铁络合沉淀和次氯酸钙氧化法联合 处理高浓度含氰废水.该方法工艺简单,既能回收氰化物, 又能使处理后废水达标排放,能经济有效地解决高炉洗涤水 含氰超标问题,具有实用价值和环境效益. 1实验 1.1 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 与试剂 所用废水取自湖南湘潭钢铁公司高炉煤气洗涤废水(以 下简称原水),所用试剂均为 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 纯. 1.2实验器材 DH计,德国Sartorius~可见光分光光度计,732型,上海光 谱仪器有限公司. 1.3实验方法 1.3.1硫酸亚铁一次氯酸钙静态处理含氰废水 取500mL原水,加入10%(质量分数,下同)稀硫酸或 NaOH溶液调节pH值,加入一定量的硫酸亚铁,在120r/min 下匀速搅拌反应一定时间.反应完毕后真空抽滤,将滤液用 10%稀硫酸或NaOH溶液调节pH值,再加人一定量次氯酸 钙,反应一段时间,再次滤去沉淀,滤液即为处理后出水. 1.3.2硫酸亚铁一次氯酸钙动态处理含氰废水 调节硫酸亚铁,次氯酸钙和酸/碱的投加速率,将原水用 泵提升并经计量后送人第一反应池,反应后悬浮液送入沉淀 池沉淀,清液再用泵抽提并经计量后送人第二反应池进行氧 化处理.悬浮液经再次沉淀后,清液外排或回用.其工艺流 程如图1所示. ? 9? 硫酸亚铁,NaOH次氯酸钙,10%稀硫酸 1一废水池;2一微量泵;3一转子流量计;4一第一反应池; 5一沉淀池;6一第二反应池;7一清水池 图1硫酸亚铁络合一次氯酸钙氧化连续动态 处理含氰废水实验流程 1.4氰化物分析方法和去除率的计算 废水中氰化物分析方法按GB7487—87方法进行. 2结果与讨论 2.1硫酸亚铁络合一次氯酸钙氧化两步静态处理含氰废水 2.1.1硫酸亚铁络合法处理含氰废水 2.1.1.1硫酸亚铁加入量对含氰废水处理效果的影响 取500mL原水,其中总氰化物质量浓度为201mg/n,易 释放氰化物质量浓度为119.49mg/n,加入一定量FeSO4? 7Ia~O,用10%硫酸调节pH值为6,搅拌反应30min,搅拌速 度为120r/min.硫酸亚铁加入量对废水处理效果的影响见 图2. l0O 80 60 4O 20 O 实际加药量与理论加药量之比 图2硫酸亚铁加入量对处理效果的影响 从图2可知,随着实际加药量与理论加药量之比不断增 加,总氰化物和易释放氰化物的去除率不断增大.当硫酸亚 铁实际加药量与理论加药量之比达到2.5时,总氰化物和易 释放氰化物去除率分别达到95.52%和93.10%.此后,随实 际加药量与理论加药量之比逐渐增大,废水中总氰化物和易 释放氰化物去除率增加较少.因此,从经济成本考虑,在搅 拌条件下,选择实际加药量为理论加药量的2.5倍. 2.1.1.2pH值对含氰废水处理效果的影响 取500zl1L原水,其中总氰化物质量浓度为201mg/L,易 释放氰化物质量浓度为119.49mg/U,加入理论加药量2.5 倍的Fe.SO4?7H2O,用10%硫酸调节pH值,搅拌30min,搅拌 速度为120r/min.DH值对废水处理效果的影响见图3. 从图3可知,pH值为8时,总氰化物和易释放氰化物去 除率最低,随着pH值不断减小,总氰化物和易释放氰化物 的去除率不断增大.当pH值达到6时,总氰化物和易释放 氰化物去除率分别达到95.52%和93.10%.此后,随pH值 继续减小,总氰化物和易释放氰化物去除率略微增加.因 此,从经济成本考虑,在搅拌条件下选择反应pH值为6. 2.1.1.3反应时间对含氰废水处理效果的影响 取500mL原水,其中总氰化物质量浓度为201mg/C,易 lOO 90 80 静70 慧60 50 40 图3pH值对废水处理效果的影响 释放氰化物质量浓度为119.49mg/L,加入理论加药量2.5 倍的FeSOa?7H2o,用10%硫酸调节pH值为6,搅拌.不同反 应时间对废水处理效果的影响见图4. lOO 80 60 藩4o20 0 反应时间/min 图4反应时间对废水处理效果的影响 从图4可知,随着反应时间的增加,总氰化物和易释放 氰化物的去除率不断增大.当反应时间达30min时,总氰化 物和易释放氰化物去除率分别达到95.52%和93.10%.此 后,反应时间延长,总氰化物和易释放氰化物去除率略微增 加,从经济成本考虑,在搅拌条件下选择反应时间30min. 2.1.2次氯酸钙氧化处理含氰废水 2.1.2.1次氯酸钙加入量对含氰废水处理效果的影响 取500mL原水,加入理论加药量2.5倍的FeSO4?7[-[20, 用10%硫酸调节pH值为6,搅拌反应30min,过滤,此时滤液 中总氰化物和易释放氰化物质量浓度分别为8.15mg/L和 7.65mg/C,用10%氢氧化钠调节滤液pH值为10,再继续向 滤液中加人次氯酸钙,搅拌反应30mln.次氯酸钙加入量对 废水处理效果的影响见图5. 100 6 8 . 0 4O 2O O 00.5l1.522.533.54 实际加药量与理论加药量之比 阉5次氯酸钙加入量对废水处理效果的影响 从图5可知,随着实际加药量与理论加药量之比不断增 加,总氰化物的去除率不断增大.当硫酸亚铁实际加药量与 理论加药量之比达3.5时,总氰化物去除率达到93.46%. 此后,实际加药量与理论加药量之比继续增大,总氰化物去 除率增加很少.因此,从经济成本考虑,在搅拌条件下选择 实际加药量为理论加药量的3.5倍. 2.1.2.2DH值对含氰废水处理效果的影响 取500mLN/S(总氰化物质量浓度201nv/C,易释放氰化 物质量浓度119.49mg/L),加入理论加药量2.5倍的FeSO4? ? 10? 7n2o,用10%硫酸调节pH值为6,搅拌反应30min,过滤,用10% 氢氧化钠调节pH值,再继续向废水中加人理论加药量3.5倍的 次氯酸钙,搅拌反应30nfin.反应pH值对废水处理效果的影响 见图6. 鬻 圈6pH值对废水处理效果的影响 从图6可知,当pH为6时,总氰化物去除率为95.84%. 随着pH值增加,总氰化物去除率先减后增,pH值为8时,总 氰去除率达到最低为68.26%;pn为l0时,总氰化物去除率 为93.46%.之后,继续增加反应pH值,总氰化物去除率略 微增加.在试验中发现,当pn<8时,废水中加入次氯酸钙 时有大量气泡产生,有气体从水中逸出.这是因为次氯酸钙 在氧化废水中的一的同时,将一部分CN一变成CNOL(毒 性与cN一相同)从水中挥发到空气中.从经济成本和保护 环境考虑,在搅拌条件下选择反应pH值为l0. 2.1.2.3反应时间对含氰废水处理效果的影响 取5130mL原水(总氰化物质量浓度201mg/L,易释放氰 化物质量浓度1l9.49mg/L),加入理论加药量2.5倍的FeSO4? 71-120,用10%硫酸调节pH值为6,搅拌反应30min;过滤,用 10%氢氧化钠调节p壬I值为10,再继续向废水中加入理论加药 量3.5倍的次氯酸钙,搅拌反应不同时间.反应时间对废水 处理效果的影响见图7.从图7可知,随着反应时间的增加, 总氰化物的去除率不断增大.当反应时间达到30rain时,总 氰化物去除率达到93.46%.此后,反应时间加大,废水中总 氰化物的去除率略微增加,从经济成本考虑,在搅拌条件下选 择反应时间为30rain. 甜 笾 稍 反应时间/min 圈7反应时间对废水处理效果的影响 2.2硫酸亚铁络合一次氯酸钙氧化联合动态处理含氰废水 采用图1所示的流程对含氰废水进行动态处理.实验 条件为:原水中总氰化物质量浓度201ms/L,易释放氰化物 质量浓度119.49ms/L,pH值为12,进水量为650mL/min, NaOH投加量280ms/min,硫酸亚铁投加量72rag/rain,10%稀 硫酸投加量为63nlIJmin,次氯酸钙投加量为230,w/mi-. 实验结果如图8所示. 取样时间/min 图8动态实验对含氰废水的处理效果 从图8可知,随着动态处理时间的不断延长,处理后水 中氰化物的含量越来越低且达到稳定.连续处理40rain后. 最终外排水中总氰化物质量浓度达到0.50ms/L以下,且基 本维持稳定不变,达到再循环使用或国家《污水综合排放标 准GB8978—1996》中规定的一级排放标准要求. 3结论 (1)硫酸亚铁络合处理含氰废水有较好的除氰效果.当 硫酸亚铁投加量为理论加药量的2.5倍,反应pH值为6,反 ,总氰化物和易释放氰化物的去除率分别达 应时间30min时 到95.52%和93.1O%. (2)次氯酸钙能有效地处理低浓度的含简单氰离子的废 水.当次氯酸钙投加量为理论加药量的3.5倍,反应DH值 为l0,反应时间30min时,总氰化物去除率达到93.46%. (3)将硫酸亚铁络合一次氯酸钙法氧化静态试验所得的 最优条件应用于动态实验中,处理后废水中总氰化物质量浓 度低于0.5mg,/L,达到再度循环使用或国家《污水综合排放 标准GB8978—1996》中规定的一级排放标准. 参考文献 [1]陈华进.高浓度含氰废水处理[D].南京:南京工业大学.2005. [2]李德永,武丽丽.含氰废水的处理方法[J].山西化工,2005,25(2): l8—2O.73. [3]AverinKhodak.Physicalandchemicalconditionsofformationanddeeom- positioncyanidesinblastfumaee~J].MetaUy,2加l(1):20—25. [4]杜健敏,王敬,王光华.等.亚铁法处理大型高炉煤气洗涤水中氟 化物的实验研究[J].武汉大学:自然科学版,2005,28(4):357 — 359. [5]赵国庆,李朝辉,滕福萍.高炉煤气洗涤含一废水治理[J].内蒙 古环境保护,2O02,14(2):32—35. [6]陈华进,沈发治.化学络合法处理含氰废水反应化学平衡研究 [J].安徽化工,2008,34(3):59—60,62. [7]王炳浚.用铁蓝法处理含氰废水[J].燃料与化工.1994,25(6):305 — 308. [8]陈华进,沈发治.硫酸亚铁一二氧化氯处理高质量浓度含氰废水 [J].黄金,2009,30(2):46—49. 作者简介肖江平,男,1964年生,博士,高级 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师.主要从事企业 管理,焦化生产管理工作. 沈毅,男,1960年生,工程师,长期从事企业环保管理工作. (收稿日期:2011—04—22) ?踯???O