礦山低濃度含氰廢水處理技術(shù)
含氰廢水主要來源于金銀濕法提取廢水、金屬電鍍廢水、焦?fàn)t和高爐煤氣洗滌廢水、化工生產(chǎn)廢水等。氰化物屬于劇毒物質(zhì),對人體的危害主要是與高鐵細(xì)胞色素酶結(jié)合,生成氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶而使其失去傳遞氧的作用,引起組織窒息。
目前,含氰廢水的處理方法主要為堿性氯化法、因科法、過氧化氫氧化法、臭氧氧化法等,采用的處理藥劑一般為漂白粉、焦亞硫酸鈉、過氧化氫、臭氧等,這些藥劑在使用時存在使用條件苛刻、處理設(shè)施復(fù)雜、處理時間長、產(chǎn)生二次污染、存在安全隱患或處理成本高等問題。
針對某礦山低濃度含氰廢水,采用長春黃金研究院有限公司自主研發(fā)的CG101高效藥劑脫氰法進行處理,基于單因素分析法考察了CG101高效藥劑投加量、反應(yīng)pH、反應(yīng)時間、絮凝劑種類等對總氰化合物去除效果的影響,確定了最佳試驗條件,并進行了工業(yè)化應(yīng)用,取得了良好效果。
1、含氰廢水性質(zhì)
某礦山低濃度含氰廢水水質(zhì)分析結(jié)果見表1。
由表1可知,該含氰廢水中總氰化合物和重金屬質(zhì)量濃度均較低。根據(jù)處理目標(biāo)要求,處理后總氰化合物質(zhì)量濃度需達到GB3838―2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求,即總氰化合物≤0.05mg/L。
2、脫氰方法確定及條件優(yōu)化
2.1 脫氰方法選擇
采用CG101高效藥劑脫氰法、過氧化氫氧化法、硫酸亞鐵沉淀法3種方法進行低濃度含氰廢水處理。取3份250mL含氰廢水置于燒杯中,利用磁力攪拌器進行攪拌,分別加入3g/LCG101高效藥劑、3g/L過氧化氫、3g/L硫酸亞鐵,使用(1+9)硫酸控制反應(yīng)pH值為7.5左右,充分?jǐn)嚢?h,反應(yīng)完成后過濾,分析濾液中總氰化合物質(zhì)量濃度。試驗結(jié)果見圖1。
由圖1可知:在相同藥劑投加量條件下,CG101高效藥劑脫氰法可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,而過氧化氫氧化法和硫酸亞鐵沉淀法無法達到標(biāo)準(zhǔn)要求。此外,CG101高效藥劑不屬于危險化學(xué)品,方便管理,因此推薦采用CG101高效藥劑脫氰法進行處理。
2.2 CG101高效藥劑脫氰法
2.2.1 藥劑投加量
取250mL含氰廢水置于燒杯中,利用磁力攪拌器進行攪拌,分別加入CG101高效藥劑0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、1.0g/L、1.5g/L、2.0g/L、3.0g/L,使用(1+9)硫酸控制反應(yīng)pH值為7.5左右,反應(yīng)完成后過濾,分析濾液中總氰化合物質(zhì)量濃度。試驗結(jié)果見圖2。
由圖2可知:當(dāng)CG101高效藥劑投加量為0.2g/L時,總氰化合物質(zhì)量濃度為0.070mg/L,不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求;CG101高效藥劑投加量增加至0.3g/L時,總氰化合物質(zhì)量濃度為0.011mg/L,滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。綜合考慮藥劑成本,推薦CG101高效藥劑投加量為0.3g/L。
2.2.2 反應(yīng)pH
取250mL含氰廢水置于燒杯中,利用磁力攪拌器進行攪拌,加入CG101高效藥劑0.3g/L,使用(1+9)硫酸控制反應(yīng)pH值分別為6.5,7.5,8.5,9.5,10.5,以及不調(diào)節(jié)pH(11.8),充分?jǐn)嚢?h,反應(yīng)完成后過濾,分析濾液中總氰化合物質(zhì)量濃度。試驗結(jié)果見圖3。
由圖3可知:反應(yīng)pH值為8.5時,CG101高效藥劑處理效果不理想,總氰化合物質(zhì)量濃度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,其他pH條件下處理后的廢水均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。綜合考慮,推薦反應(yīng)pH值控制在6.5~7.5。
2.2.3 反應(yīng)時間
取250mL含氰廢水置于燒杯中,利用磁力攪拌器進行攪拌,加入CG101高效藥劑0.3g/L,使用(1+9)硫酸控制反應(yīng)pH值在6.5~7.5,分別攪拌反應(yīng)5min、10min、20min、40min、60min、80min,反應(yīng)完成后過濾,分析濾液中總氰化合物質(zhì)量濃度。試驗結(jié)果見圖4。
由圖4可知:CG101高效藥劑反應(yīng)速率快,延長反應(yīng)時間對處理效果影響不大。當(dāng)反應(yīng)時間為20min時,濾液中總氰化合物質(zhì)量濃度為0.021mg/L,可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。為了節(jié)省電能,降低成本,推薦反應(yīng)時間為20min。
2.2.4 絮凝劑種類
取500mL含氰廢水置于燒杯中,利用磁力攪拌器進行攪拌,加入CG101高效藥劑0.3g/L,使用(1+9)硫酸控制反應(yīng)pH值在6.5~7.5,充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)20min,分別投加1‰陽離子絮凝劑1mL/L、2mL/L,1‰陰離子絮凝劑1mL/L,考察絮凝劑種類對絮凝沉降效果的影響。試驗結(jié)果見圖5。
由圖5可知:經(jīng)過10min沉降后,1‰陽離子絮凝劑投加量為1mL/L時,沉降率為89.6%;投加量為2mL/L時,沉降率為89.4%;1‰陰離子絮凝劑投加量為1mL/L時,沉降率為90.4%。對比陰離子絮凝劑和陽離子絮凝劑沉降效果可知,陰離子絮凝劑沉降效果更好。考慮到絮凝劑投加量增多會使出水變黏稠且藥劑成本增加,推薦采用1‰陰離子絮凝劑,投加量1mL/L??紤]工程應(yīng)用現(xiàn)場穩(wěn)定性,沉降時間為60min。
3、工程應(yīng)用
某礦山采用全泥氰化提金+高溫高壓無氰解吸電積工藝,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量低濃度含氰廢水。工程采用CG101高效藥劑進行脫氰處理,處理后廢水中總氰化合物達到GB3838―2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求,實現(xiàn)外排。
一體化可移動廢水處理集成裝置將藥劑配制、臥式反應(yīng)釜廢水處理、工藝控制集成在集裝箱中,處理規(guī)模為100m3/d,CG101高效藥劑投加量為0.3~0.35kg/m3,投加濃硫酸控制反應(yīng)pH值在6.5~7.5,攪拌反應(yīng)20~30min,1‰陰離子絮凝劑投加量為0.001kg/m3,沉降時間60min。一體化可移動廢水處理集成裝置見圖6,處理效果見表2。
由表2可知,處理后廢水中總氰化合物質(zhì)量濃度滿足GB3838―2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求,取得了較好的工程應(yīng)用效果。
4、結(jié)論
1)某礦山低濃度含氰廢水采用CG101高效藥劑脫氰法、過氧化氫氧化法、硫酸亞鐵沉淀法處理時,在相同藥劑投加量條件下,CG101高效藥劑脫氰法處理效果更好,處理后廢水中總氰化合物質(zhì)量濃度滿足GB3838―2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求。
2)CG101高效藥劑脫氰法的最佳參數(shù)為CG101高效藥劑投加量0.3g/L、反應(yīng)pH值在6.5~7.5、反應(yīng)時間20min,1‰陰離子絮凝劑投加量1mL/L,沉降時間60min。
3)CG101高效藥劑脫氰法處理某礦山低濃度含氰廢水工程運行穩(wěn)定,處理后廢水中總氰化合物質(zhì)量濃度滿足GB3838―2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求。(來源:長春黃金研究院有限公司)