印染廢水提取回收氰化物處理技術(shù)

　　某染料公司主要生產(chǎn)經(jīng)營分散染料、溶劑染料及染料中間體，生產(chǎn)過程中需要添加氰化鈉來提高染料性能，從而不可避免地會產(chǎn)生一定量的含氰化物的印染廢水。目前，該印染廢水采用硫代硫酸鹽法進(jìn)行處理，氰化物得不到有效回收，且消耗大量的硫代硫酸鈉藥劑，處理成本較高。3R-O凈化回收技術(shù)為長春黃金研究院有限公司自主研發(fā)，以四維負(fù)壓先吹脫后沉淀為核心技術(shù)，以四維負(fù)壓氫氰酸吹脫裝置為核心設(shè)備，在礦業(yè)極高濃度含氰廢水治理領(lǐng)域取得良好成效，并實現(xiàn)工程化應(yīng)用。3R-O凈化回收技術(shù)于2015年成功入選國土資源部第四批礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用先進(jìn)適用技術(shù)推廣目錄，在電鍍、冶煉、化纖、煤氣生產(chǎn)等相關(guān)環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用領(lǐng)域具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

　　長春黃金研究院有限公司環(huán)境保護(hù)研究所(下稱“黃金研究院環(huán)保所”)對化工行業(yè)染料生產(chǎn)工藝特點及某染料公司印染廢水處理實際情況進(jìn)行了充分調(diào)研，組織成立技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊進(jìn)行實地考察，并深入探討了3R-O凈化回收技術(shù)在化工行業(yè)應(yīng)用的相關(guān)問題。黃金研究院環(huán)保所立足于企業(yè)開展設(shè)計，充分利用現(xiàn)有裝備，提出氰化物回收、亞硫酸鹽回收、廢酸再利用的技術(shù)方案，采用3R-O凈化回收技術(shù)處理該印染廢水，解決廢水處理的同時，節(jié)省投資，降低運(yùn)行成本。3R-O凈化回收技術(shù)首次應(yīng)用于印染廢水的處理，氰化物去除率高，自動化程度高，工藝簡單，操作安全。

　　1、試驗部分

　　1.1 儀器及藥劑

　　UV-1700紫外分光光度計;5B-1型COD快速測定儀;DELTA320pH計;AA6300原子吸收分光光度計;IC1000離子色譜儀;化學(xué)滴定裝置;3R-O小型反應(yīng)器;DA5001型空氣壓縮機(jī)。

　　實驗室用分析純濃硫酸、氧化鈣和NaOH。

　　1.2 廢水性質(zhì)

　　取某染料公司產(chǎn)生的印染廢水進(jìn)行化學(xué)成分分析，結(jié)果見表1。

　　由表1可知，該印染廢水中氰化物、COD、氨氮及重金屬銅質(zhì)量濃度都很高，其中總氰化合物質(zhì)量濃度高達(dá)7520mg/L，易釋放氰化物質(zhì)量濃度達(dá)7182mg/L，廢水中氰化物有95%以上以易釋放氰化物形態(tài)存在。氰化物具有回收再利用的價值，且適合采用3R-O凈化回收技術(shù)進(jìn)行回收。

　　1.3 試驗方法

　　3R-O凈化回收試驗主要是在酸性條件下，采用長春黃金研究院有限公司自主研發(fā)的四維負(fù)壓吹脫反應(yīng)裝置進(jìn)行吹脫，產(chǎn)生的高濃度氰化氫氣體閉路循環(huán)吸收，生成的氰化鈉溶液返回該染料公司前段生產(chǎn)工藝流程中繼續(xù)使用，處理后廢水中的總氰化合物質(zhì)量濃度較低，中和至pH值8.0左右，進(jìn)入后續(xù)深度處理工序。

　　2、結(jié)果與討論影響

　　3R-O凈化回收效率的因素主要有pH、氣液比、反應(yīng)時間，試驗主要對這3個因素進(jìn)行考察，得出最佳條件。

　　2.1 濃硫酸用量

　　3R-O凈化回收試驗一般在酸性條件下進(jìn)行，試驗考察了不同濃硫酸投加量與剩余氰化物質(zhì)量濃度的關(guān)系，結(jié)果見圖1。

　　由圖1可知，濃硫酸用量為60mL/L時，廢水中剩余氰化物質(zhì)量濃度較低，pH值約為2，符合3R-O凈化回收反應(yīng)的要求。綜合考慮，確定濃硫酸用量為60mL/L。

　　印染廢水中含有溴、有機(jī)胺等物質(zhì)，加入濃硫酸時，會有白色煙霧產(chǎn)生，濃硫酸的消耗量較大;產(chǎn)生的煙霧利用氫氧化鈉溶液吸收，因此也會消耗大量的氫氧化鈉溶液。

　　2.2 氣液比

　　試驗分別考察了氣液比為100∶1、200∶1、300∶1時，處理后廢水中剩余氰化物質(zhì)量濃度變化，結(jié)果見圖2。

　　由圖2可知：隨著氣液比的增大，廢水中剩余氰化物質(zhì)量濃度逐漸降低。當(dāng)氣液比為200∶1時，反應(yīng)后廢水中剩余總氰化合物質(zhì)量濃度為209.5mg/L，取得了較好的酸化吹脫處理效果;繼續(xù)增加氣液比，剩余總氰化合物質(zhì)量濃度變化不大。綜合考慮實際運(yùn)行處理效果及運(yùn)行成本，確定氣液比為200∶1。

　　2.3 反應(yīng)時間

　　試驗分別考察了反應(yīng)時間為1h、2h、3h和4h時，處理后廢水中剩余氰化物質(zhì)量濃度變化，結(jié)果見圖3。

　　由圖3可知：反應(yīng)時間為1h和2h時，均不能將廢水中剩余總氰化合物質(zhì)量濃度降至100mg/L以下;反應(yīng)時間延長至3h時，剩余總氰化合物質(zhì)量濃度可降至100mg/L以下;反應(yīng)時間延長至4h時，剩余總氰化合物質(zhì)量濃度可降至50mg/L以下。根據(jù)試驗結(jié)果并結(jié)合工程經(jīng)驗，確定3R-O凈化回收反應(yīng)時間為4h。

　　通過以上條件試驗，最終確定3R-O凈化回收試驗的最佳條件為濃硫酸60mL/L(pH值為2)、氣液比200∶1、反應(yīng)時間4h。

　　2.4 綜合驗證試驗

　　根據(jù)試驗確定的最佳條件參數(shù)進(jìn)行綜合驗證試驗，結(jié)果見表2。

　　由表2可知，綜合驗證試驗重復(fù)效果較好，處理后的廢水中總氰化合物質(zhì)量濃度低于50mg/L，氰化物去除率高于97.5%;氰化物回收率可達(dá)到99.1%。

　　2.5 中和試驗

　　利用氧化鈣作為中和劑，對3R-O凈化回收反應(yīng)后的酸化液進(jìn)行中和，調(diào)節(jié)pH值至8.5，對產(chǎn)生的酸化液、中和液，以及酸化渣(產(chǎn)量7.87g/L)、中和渣(產(chǎn)量15.60g/L)進(jìn)行化學(xué)成分分析，結(jié)果分別見表3、表4。

　　由表3可知，中和液中總氰化合物質(zhì)量濃度與酸化液基本一致。由表4可知：酸化渣中Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.69%，回收難度大，因此3R-O凈化回收處理后無需過濾，直接進(jìn)行中和處理。中和渣中主要成分為Ca、SO2-4等，基本無回收利用價值。

　　2.6 沉降試驗

　　中和過程中加入大量的氧化鈣，需要再次進(jìn)行過濾。為考察中和渣的沉降性能，進(jìn)行了中和渣沉降試驗，沉降效果見圖4。

　　由圖4可知，沉降反應(yīng)5min，沉降率即可達(dá)90%，中和渣沉降效果較好。

　　2.7 經(jīng)濟(jì)效益分析

　　本文僅對試驗條件進(jìn)行了考察，成本分析中僅對藥劑成本進(jìn)行分析計算。藥劑價格大部分為企業(yè)提供，部分為市場調(diào)研，成本計算結(jié)果見表5。

　　由表5可知，3R-O凈化回收試驗的藥劑成本為82.77元/m3。

　　3R-O凈化回收試驗氰化鈉回收量為13.95kg/m3，其市場價格為9.00元/kg，產(chǎn)生的效益為125.55元/m3。不計人工和電費(fèi)等其他成本，3R-O凈化回收技術(shù)處理印染廢水獲得的利潤為42.78元/m3，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　3、結(jié)論

　　1)3R-O凈化回收試驗最佳條件為濃硫酸用量60mL/L、氣液比200∶1、反應(yīng)時間4h。

　　2)3R-O凈化回收技術(shù)成功應(yīng)用于某印染廢水中極高質(zhì)量濃度氰化物的回收利用，處理后的廢水中總氰化合物質(zhì)量濃度低于50mg/L，氰化物去除率高于97.5%;氰化物回收率達(dá)99.1%。

　　3)3R-O凈化回收技術(shù)處理某印染廢水的藥劑成本為82.77元/m3，回收氰化物產(chǎn)生的效益為125.55元/m3。不計人工和電費(fèi)等其他成本，3R-O凈化回收技術(shù)處理印染廢水產(chǎn)生的利潤為42.78元/m3，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。(來源：長春黃金研究院有限公司)