二氧化氯处理高浓度含氰废水可行性方案
前言
二氧化氯处理含氰废水已有报道，但目前在实践中应用还少。该厂在广泛调研及小试的基础上，选用了以二氧化氯发生器为主要设备的处理工艺。该工艺主要由二氧化氯发生器、在线pH检测仪表及PLC控制箱组成，设备简单，操作方便，实现了pH调节、二氧化氯投加、氧化反应及废水排放过程的全部自动化。经调试运行表明，该系统处理效率高，运行安全可靠。
1 二氧化氯处理含氰废水的原理
二氧化氯是一种强氧化剂，与氯气相比，它具有氧化性更强、操作安全简便、受pH值的影响较小的特点。氯气对氰化物的氧化通常只将CN-氧化成毒性较小的氰酸盐(NaCNO),并要求很高的pH值，见反应式(1)，而二氧化氯对氰化物的氧化却能将CN-氧化成N2和CO2,见反应式(2)，彻底消除氰化物的毒性。
CN-＋Cl2＋2OH→CNO-+2Cl-＋H2O (1)
2CN-＋2ClO2→2CO2+N2＋2Cl- (2)
2 处理流程及主要设备
2.1 设计参数
原水水质：CN-为100～300 mg／L，pH为2。
设计水量为30 m3／d，采用2个反应罐间歇式交替运行，单罐处理量为5 m3，因此每日共处理6罐。每罐运行时间为2 h，其中加药0.5 h，循环反应1.0 h，排水0.5 h。
二氧化氯投加量：ClO2（有效氯）/CN-=5
为满足总量控制的指标，要求CN-的去除率必须达到98%以上，处理后的水通过与厂区其它废水合并，使最终出水达到国家排放标准。
2.2 处理流程
处理流程见图1。
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图1 含氰废水处理流程
2.3 主要设备
(1)二氧化氯发生器。采用7K型二氧化氯发生器，产量为7000g／h，发生器以氯酸钠和盐酸为原料经化学反应生产二氧化氯。二氯化氯产量可通过废水的pH值和余氯量自动调节。
(2)反应罐。搪玻璃罐，共2个，尺寸为Ф1600 mm×3700 mm，有效容积5m3。采用间歇式交替运行。
(3)加碱罐。容积为1 m3，碱液为工业氢氧化钠，采用2台日本产易威奇计量泵投加。计量泵的运行可根据反应罐中的pH值高低自动启停。保持反应罐中的pH为11。
(4)循环泵。采用FS型塑料耐腐蚀离心泵。流量Q＝19.8 m3／h，扬程H＝21m。共2台。
(5)吸收塔。尺寸为Ф200 mm×2000 mm，用聚乙烯管加工制作。主要用来吸收循环过程中从反应罐中逸出的剩余二氧化氯和氰氢酸等有害气体。
(6)自动控制系统。自动控制系统由pH探头、计量加药泵、液位计和控制箱组成，控制箱内用PLC进行控制，根据pH探头反馈的信号，自动控制计量泵的加碱量，保持最佳的反应pH值。使二氧化氯对氰化物的氧化效率保持在最佳状态。同时，当缺药时由液位信号自动使系统停机，以保证加药的安全及准确。
3 处理结果
3.1 分析方法
pH：PHS酸度计，CN-：硝酸银容量法，ClO2：碘量法。
3.2 pH值对二氧化氯氧化效果的影响
在调试中发现，反应罐中pH值的高低对氰化物的去除率具有明显的影响。一般资料中认为二氧化氯可以在低pH值的条件下对氰化物进行氧化去除，为探讨pH对二氧化氯除氰的影响，采用不同的pH值，在实验室中进行了小试，结果见图2。
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图2 pH值对CN-去除率的影响
(原水CN-＝187.5 mg／L,ClO2／CN-=4)
由图2可以看出，pH值对二氧化氯除氰的效率具有明显的影响，当pH为酸性的情况下，接触时间的加长对去除率并无明显改进，CN-的去除率不到20%，这说明二氧化氯在酸性条件下，对氰化物的氧化作用是极低的。当pH为弱碱性条件时，如图中的pH=7.8,9.8时，随着接触时间的加长，去除率也相应提高，当接触时间达到6 h时，去除率都可达到80%以上，当pH达到12.4时，接触2 h的去除率就可达到98.3%。这说明，二氧化氯对氰化物的氧化作用可以在弱碱性条件下进行，这与资料记载相吻合，但相应的应提高反应的时间。如果需要在短时间内完成，则必须保持较高的反应pH值。
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