化学络合-絮凝沉淀法处理高浓度无机含氰废液

罗朝东，李 超，邱金成

(云南大地丰源环保有限公司，云南 昆明 650000)

废水含氰包括无机氰和有机氰。其中，无机氰废水主要来自于氰化氢合成工业和氰化氢使用工业，如丙烯腈、乙腈、甲基丙烯酸甲酯合成工业，部分电镀、染料及药品生产企业等[1]。氰化物特指带有氰基(CN)的化合物，氰基具有相当高的稳定性，在通常的化学反应中都以一个整体存在。氰化物对人及动植物都有一定的毒性，特别是超过一定浓度时有致死的风险[2]。因此，对于含氰废液的合规处置具有重要的研究意义。

结合厂区高浓度含氰废液危险特性及处置设备的实际情况，本文探讨了化学络合-絮凝沉淀法处置含氰废液的可行性，在实验室进行小试试验取得了良好的效果，并在实际生产过程中实现了含氰废液的处理处置。

1 含氰废液的性质

试验选用的含氰废液来自四川某化工厂，废液呈褐色，主要成分为铁氰化物、亚铁氰化物。经实验室检测，含氰废液的检测结果见表1。

表1 含氰废液检测指标一览表

2 工艺比选分析

2.1 除氰原理

含氰废液为无机含氰废液。在酸性条件下，含氰废液中的CN-离子能与Fe2+、Fe3+离子络合，形成沉淀物普鲁士蓝C6Fe2KN6(又称铁蓝)，从而达到除氰的目的。普鲁士蓝在溶液中性质稳定，不易分解。进一步加碱调节溶液pH至中性，再加入絮凝剂进行絮凝沉淀，经过压滤机压滤后实现泥水分离，污泥进行固化填埋处置，废水与生活污水混合后进入污水深度处理系统处理，到达回用标准后进行回用。

2.2 实验条件

2.2.1 化学络合药剂选择

查阅“化学络合-絮凝沉淀法”处理含氰废液的相关资料，发现铁盐对废液中氰化物具有较好的络合作用。根据厂区生产设备、操作难易程度以及产泥量大会增加生产费用以及实验室小试研究情况，同时添加硫酸亚铁、聚铁作为化学络合药剂为最优选择，硫酸亚铁、聚铁的最佳添加质量比分别为5%、5%时具有较好的除氰效果。

2.2.2 pH值调整

1)络合反应的pH值。经过大量的实验对比研究，在酸性条件下，含氰废液中的CN-离子与铁盐具有最大的络合沉淀效率，因此拟采用厂区收集的废硫酸来调节含氰废液的pH值至2～3。

2)物化出水的pH值。物化处理后出水要达到厂区污水的进水要求，需调节废水的pH值至8～10，相较于石灰，氢氧化钠的产泥量相对较少，考虑采用厂区的废氢氧化钠进行pH值调整，从而达到以废治废的目的，节约生产原辅料的消耗。

在建筑工程项目中，工程造价的预算编制不合理受很多因素的影响，在工程造价预算中无论哪个因素出现问题都会使预算结果出现严重的偏差。影响预算编制不合理的主要原因有，建筑工程编制的人员素质较低、相关工作人员的意识淡薄、建筑工程的规模偏大、施工条件落后等等。这些因素都会给建筑工程造价预算工作带来很大的难度，此外还有建筑行业市场经济活动的存在，也会影响工程造价预算的结果。[2]

2.2.3 絮凝剂的选择

聚合氯化铝(简称聚铝，PAC)，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂；不足之处在于产泥量大。聚丙烯酰胺(PAM)，专门可以吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成比较大的絮团，加快了沉淀的速度；不足之处在于PAM的价格高。结合实验及生产实际考虑，聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的添加比例分别为1%、0.1%时，能产生协同作用，提高絮凝处理能力，降低产泥量及生产处置成本。

2.2.4 实验小试

1)实验步骤

实验时，开启通风橱抽风装置，取 400 mL 含氰废液于 500 mL 烧杯中，加入废硫酸调节溶液的pH至2～3，加入硫酸亚铁 20 g，搅拌 5 min，加入聚铁 20 g，搅拌 5 min。加入废氢氧化钠调节溶液的pH至8，加入絮凝剂聚铝 20 g，搅拌 5 min，加入聚丙烯酰胺(PAM)0.4 g，搅拌 5 min，静置沉降1～1.5 h，观察沉降情况。采用《水质氰化物的测定 容量法和分光光度法 HJ484-2009》检测上述实验沉淀后的上清液中的总氰含量。

2)结果与分析

经过实验室检测，实验小试的检测结果达到污水总氰的进水标准，检测结果见表2。

表2 实验小试检测结果一览表

2.3 工艺流程

含氰废液的批量处置工艺的确定为：调节含氰废液的pH至酸性，产生的气体吸收后再次处理，以硫酸亚铁和聚铁为络合剂，加片碱调节pH至弱碱性，加入絮凝剂聚铝、PAM，絮凝沉降后废水经压滤机实现泥水分离处置，含氰废液处理工艺流程见图1。

图1 批量处理含氰废液工艺流程图

2.3.1 化学络合沉淀反应

生产时，每批次将 5 m3含氰废液泵入废水池，加入 5 m3的渗滤液进行稀释。稀释完成后将 10 m3废水泵入综合反应槽。进料完成后开启吸收塔装置，往综合反应槽加入 0.05 m3的废硫酸调节废液的pH至2～3，边加边搅拌。产生的气体通过吸收塔内喷淋的碱液进行吸收。吸收液定时泵至综合反应槽再次处理。反应完成后加入0.25～0.30 m3硫酸亚铁溶液，搅拌 10 min 后，加入0.25～0.30 m3聚铁溶液，充分搅拌反应 10 min。

2.3.2 絮凝沉淀反应

化学络合反应完成后，加入0.05～0.1 m3的氢氧化钠溶液调节废水的pH至8左右，最后加1%的聚铝溶液45～50L、0.1%的PAM溶液45～50 L，充分搅拌反应5～10 min。

2.3.3 泥水分离

絮凝沉淀反应完成后，废水经压滤机压滤后实现泥水分离；污泥进入固化填埋处置，废水与生活污水按比例调质后进入污水深度处理系统处理合格后回用。

2.4 设备参数

含氰废液处理工艺的主要设备规格及参数见表3。

表3 主要设备参数

3 处理效果

3.1 物化出水要求

物化处理后出水应达到污水车间设计进水要求，各项指标见表4[4]。

表4 污水进水标准

3.2 检测结果

对含氰废液批量处置后结果、污水混合样、超滤出水进行总氰质量分数检测，检测结果均达标，统计结果见表5。

表5 总氰检测结果统计表 ρ/mg·L-1

4 管理措施

1) 操作过程中人员防护到位，严格按照工艺要求进行处置，做好处置记录；

2) 现场操作人员严格遵守设备操作规程，结合生产实际情况适当调整控制参数；

3)处置后的废水和污泥及时取样送实验室检测，确保处置结果达标。

5 结语

采用“化学络合-絮凝沉淀”工艺对高浓度无机含氰废液进行批量处理，选择硫酸亚铁、聚铁作为络合剂，聚铝、聚丙烯酰胺(PAM)为絮凝剂，处理后废水与生活污水混合后进入污水处理系统进行深度处理，最终出水达到《污水综合排放标准 GB8979-1996》一级标准。该方法操作过程简单、实用性强，可应用于化工行业高浓度无机含氰废液的生产处置，对解决高浓度无机含氰废液的处理处置具有一定的生产指导意义。