酸化吹脱+碱吸收工艺：含氰废水综合利用的新突破

酸化吹脱+碱吸收工艺：含氰废水综合利用的新突破

一般工业生产含氰废水中氰化物的质量浓度约为150~300mg/L，常用的处理方法有碱性氯化法、电解氧化法、硫化亚铁石灰法、生物处理等，处理后水质基本达到国家排放标准，但均存在药剂成本、运行费用、设备投资成本高等问题。

随着环境保护要求的提高和资源回收利用的需要，亟待开发一种操作简单、成本低廉、具有良好环境效益的含氰废水综合利用技术。

本项目拟采用酸洗+碱吸工艺，实现氰化物污染物的回收利用，同时降低化学药剂的消耗，取得较好的生态效益和经济效益。本项目的顺利投产可为氰化物脱除技术的工程应用提供参考指导。

1. 装置与方法

1.1 试验装置

主要设备清单如表1所示。

1.2 实验步骤

反应池内安装穿孔曝气管，采用鼓风机进行曝气。反应池气体出口与离心风机气体入口连接，用于抽气。离心风机气体出口连接双级吸收塔，用于氰化物吸收（见图1）。氰化物吸收后的气体达到排放标准。吸收液经氰化钠质量浓度达标后送车间生产。

1.3 进出水水质要求

以电镀车间含氰废水为处理对象，进出水水质见表2。

1.4 分析方法

采用便携式pH计测定pH值，采用异烟酸-巴比妥酸分光光度法测定CN浓度。

1.5 反应参数

汽提反应池平均水量为60m3/d，水力停留时间为3~6h，进水温度为25~30℃，根据相关经验，反应pH为2~3，曝气量为0.9~1.8m3/(min•m3)。

吸收塔内空气流速为2.5m/s，喷淋气水比为1200:1。

2.结果与讨论

2.1 不同曝气量脱氰效果对比分析

当曝气量为0.9m3/(min•m3)时，需12小时吹脱才能将残余氰化物质量浓度降低到个位数；当曝气量为1.8m3/(min•m3)时，仅需6小时吹脱就能将残余氰化物质量浓度降低到个位数。提高吹脱曝气量可明显提高氰化物吹脱效率。

实际运行中，若继续增加曝气量，废水泡沫量将大幅增加，将限制每池处理水量，使用消泡剂将导致大量昂贵的药剂，成本过高。初步确定适宜的汽提曝气量为1.8m3/(min•m3)。

2.2 蒸汽加热影响分析

试验过程中，吹脱曝气量为1.8m3/(min•m3)，曝气+蒸汽加热仅需3h即可将残余氰化物浓度降低至个位数，与2.1中试验相比，蒸汽加热可明显提高氰化物的吹脱效率。

2.3 问题

（1）蒸汽加热时，蒸汽随离心风机的废气进入吸收塔，大量的水分被氢氧化钠和氰化钠的混合液吸收，稀释了氰化钠的质量浓度（吸收液中的水分在一天之内可增加10%）。为了减少吸水量，使氰化钠溶液浓缩，需在吸收塔底部安装聚四氟乙烯加热棒，将氢氧化钠和氰化钠的混合液加热至45℃左右。

（2）氰化物反萃需要将废水pH调节到2左右，反萃后需要消耗大量的石灰来中和酸性，这相应增加了药剂的成本。

（3）氰化物汽提工艺的中间产物氢氰酸为剧毒物质，氰化物汽提工艺操作安全风险大，需有专人操作管理，相应会增加人工成本。

2.4 成本分析

电力成本如表3所示。

处理水量60m3/d，电价0.8元/kWh，电能系数0.8，每吨水电费为910/60×0.8×0.8=9.71元/吨。

其他运营成本如表4所示。

合计：9.71+18.34=28.06元/吨。

根据现场操作经验，含氰废水添加漂白粉进行化学破氰的成本约为30元/吨，由于酸洗+碱吸工艺的产物氰化钠可用于车间原料生产且有经济效益，因此该工艺具有一定的经济效益，但不明显。

3. 结论

氰化物吹脱工艺适宜曝气量为1.8m3/(min•m3)，结合蒸汽加热至48℃左右，3h内可将含氰废水氰化物质量浓度吹脱至个位数。吸收液需采取加热措施，减缓吸收液对水吸收的稀释作用。与传统化学破氰工艺相比，酸化吹脱+碱吸收工艺具有一定的经济效益，但不明显，若含氰废水氰化物质量浓度高于700mg/L，经济效益更加明显。氰化物吹脱工艺的中间产物氢氰酸为剧毒物质，氰化物吹脱工艺操作安全风险较大，需慎重考虑。