專利名稱：高濃度無機氰廢水的處理方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理技術領域，具體地說，涉及高濃度無機氰廢水的處理方法及其裝置。
背景技術：
氰化物是指帶有氰基(CN)的化合物，它通常分為兩類:一類為無機氰化物，如氰化氫、氰化鉀等等；另一類為有機氰化物，如丙烯腈、乙腈等等。兩類氰化物均屬于劇毒物質。因此，隨意排放氰化物或者含氰廢物會對環(huán)境、對人類造成極大危害。在我國現(xiàn)行的污水中和排放標準中，氰化物屬于第二類污染物，對氰化物的允許排放濃度有嚴格的強制規(guī)定。在目前的工業(yè)生產(chǎn)過程中，含氰廢水主要來自于采礦污水、金屬電鍍污水、焦爐和高爐的煤氣洗滌廢水以及化工生產(chǎn)廢水等。但是，由于含氰廢水中氰化物的存在形式是不同的，因此，對含氰廢水的處理方法也應該是不同的。目前在采用的含氰廢水的處理工藝主要包括:
(I)物理法，其主要包括酸化回收、膜分離法等方法。中國專利文獻CN201990510U以及CN102120629A均公開了一種氣提法處理含氰廢水的方法。但是，由于該工藝需要將廢水的PH值調(diào)節(jié)至酸性，從而是在產(chǎn)生劇毒的氰化氫氣體的情況下再進行氣提操作的，在反應過程中存在較大的安全風險，一旦產(chǎn)生反應裝置的泄漏，將造成嚴重的后果。此外，酸性的工藝條件對裝置的耐腐蝕性提出了較高的要求。而膜分離法由于其投資成本較高、日常維護較繁瑣等原因尚未被廣泛運用于處理含氰廢水。

(2)化學法，主要包括化學氧化法。目前，化學氧化法研究及運用最廣泛的是高級氧化技術，它又包括電化學法、催化氧化法等。中國專利文獻CN101962214A公開了一種利用電解法處理含氰廢水的方法。中國專利文獻CN102807281A公開了一種利用臭氧氧化法處理含氰廢水的方法。中國專利文獻CN102642986A公開了一種利用堿性過氧化氫高級氧化法處理有機含氰廢水的方法。目前，化學法處理含氰廢水的難點在于運行成本的控制，尤其是氧化藥劑的成本。此外，還需要嚴格監(jiān)控反應后所產(chǎn)生的副產(chǎn)物，例如:利用含氯氧化齊U(如次氯酸鈉、二氧化氯等)進行含氰廢水處理的過程中會產(chǎn)生比氰化物本身毒性更強的氯代有機物。(3)生物法，主要包括好氧生物法、厭氧生物法等方法。由于氰化物本身毒性較大，傳統(tǒng)的生物法僅限于處理較低濃度的含氰廢水。在利用生物法處理高濃度含氰廢水的過程中，需對微生物進行馴化或者投加特種微生物后方能進行廢水處理。但是，由于微生物馴化所需時間較長、投加特種微生物的成本較高，因此，利用生物法處理含氰廢水的實例較少。就目前采用的含氰廢水的處理工藝而言，在處理方法上都存在不足之處。因此，如何有效處理高濃度含氰廢水一直是污水處理行業(yè)的研究熱點
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于嘗試解決上述問題，提供一種高濃度無機氰廢水的處理方法，利用堿性過氧化氫催化氧化的方法對高濃度無機氰廢水進行處理；本發(fā)明的再一目的是，為所述的處理方法提供一種處理裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案。一種高濃度無機氰廢水的處理方法，其特征是，包括以下步驟:
(1)利用堿液將高濃度無機氰廢水的PH值調(diào)節(jié)至8 11;
(2)向步驟(I)調(diào)節(jié)pH值后的廢水中投加氧化劑及催化劑，所述氧化劑的投加量為氧化劑與廢水中無機氰化物的質量比為2 10 ;
(3)利用機械攪拌或者水力攪拌裝置進行攪拌，使廢水中的無機氰根與氧化劑、催化劑能完全反應；反應0.5 4小時后排放出水。進一步,步驟(I)所述的堿液為濃度為20% 90%的氫氧化鈉溶液。進一步，步驟(2)所述氧化劑為濃度為10% 50%過氧化氫溶液，所述催化劑為質量濃度為10 200mg/L的硫酸銅溶液。在堿性條件下，過氧化氫分子不穩(wěn)定，易于分解生成強氧化劑分子氧，過氧化氫和分子氧能同時針對無機氰根進行氧化反應，從而提高反應的除氰效率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案。一種高濃度無機氰廢水的處理裝置，含有主體反應器、進水管、進水口、出水口、出水管以及進水單元、pH控制單元、加藥單元、液位控制單元、攪拌單元和出水單元，其特征是，所述進水單元含有進水泵、進水閥、進水流量計；所述進水泵、進水閥、進水流量計依次設置在進水口之前的進水管上；所述PH控制單元含有酸液儲罐、堿液儲罐、酸液計量泵、堿液計量泵、PH控制器以及pH探頭；所述酸液儲罐和堿液儲罐分別通過酸液計量泵、堿液計量泵和管道在pH控制器的控制`下與所述主體反應器連接；所述pH控制器與所述pH探頭連接，由所述PH探頭為pH控制器提供主體反應器內(nèi)廢水的pH信息；所述加藥單元含有若干藥劑儲罐以及與所述藥劑儲罐等量的加藥計量泵，各藥劑儲罐分別通過各自的加藥計量泵和管道與所述主體反應器連接；所述液位控制單元含有液位控制器，所述液位控制器與進水泵、出水泵電連接；所述攪拌單元含有攪拌閥、攪拌流量計和攪拌管，所述攪拌閥的一端通過管道與出水泵連接，所述攪拌閥的另一端通過管道和攪拌流量計與攪拌管連接，所述攪拌管開有小孔的前端延伸至主體反應器內(nèi)的下端；所述出水單元含有出水泵、出水閥和出水流量計，所述出水泵、出水閥和出水流量計依次設置在出水口之后的出水管上。進一步，所述進水口設置在主體反應器的上部分。進一步，所述出水口設置在主體反應器的下部分。進一步，在所述進水泵與進水閥之間的管道上設有進水取樣口(可通過進水取樣口對廢水進行取樣和分析)。進一步，在所述出水泵與出水閥之間的管道上設有出水取樣口(可通過出水取樣口對處理后的排放水進行取樣和分析)。進一步，在所述攪拌管的前端能選擇性地設置攪拌裝置。本發(fā)明的積極效果是:
(I)本發(fā)明的處理方法利用堿性過氧化氫催化氧化法將廢水中的無機氰根(CN_)通過過氧化氫的強氧化性直接轉化成碳酸根(co32_)或碳酸氫根(hco3_)以及銨根(nh4+)。在堿性條件下，過氧化氫分子不穩(wěn)定，容易分解形成分子氧。由于分子氧也具有較強的氧化性，因此，過氧化氫和分子氧能同時針對無機氰根進行氧化，從而提高反應的除氰效率。(2)在反應過程中，將硫酸銅作為催化劑能顯著提高反應速率，從而縮短反應時間。(3)本發(fā)明的處理方法具有工藝流程簡潔、操作簡單、處理效果好的優(yōu)點。(4)本發(fā)明的處理裝置能保證本發(fā)明的處理方法的實施，本發(fā)明的處理裝置的各結構單元符合連續(xù)處理廢水的要求。


附圖1為 本發(fā)明高濃度無機氰廢水的處理裝置的結構示意圖。圖中的標號分別為:
01、主體反應器； 02、進水管；03、進水口；
04、出水口；05、出水管；
1、進水泵； 2、進水取樣口 ；3、進水閥；
4、進水流量計； 5、酸液儲罐；6、堿液儲罐；
7、酸液計量泵； 8、堿液計量泵；9、pH控制器；
10、pH探頭；1101、第一藥劑儲罐； 1102、第二藥劑儲罐；
1103、第三藥劑儲罐；1201、第一加藥計量泵；1202、第二加藥計量泵；
1203、第三加藥計量泵；13、出水泵；14、攪拌閥；
15、攪拌流量計； 16、液位控制器；17、攪拌管；
18、出水取樣口； 19、出水閥；20、出水流量計。
具體實施例方式以下結合附圖介紹本發(fā)明的具體實施過程，但是，本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。參見圖1。一種高濃度無機氰廢水的處理裝置，含有主體反應器01、進水管02、進水口 03、出水口 04、出水管05以及進水單元、pH控制單元、加藥單元、液位控制單元、攪拌單元和出水單元?？蓪⒅黧w反應器01做成廢水處理池的結構，在主體反應器01近頂端的上部分設置進水口 03，在主體反應器01近底端的下部分設置出水口 04 ;然后在進水口 03上連接進水管02，在出水口 04上連接出水管05。所述進水管02和出水管05的管徑應大于其他的管道的管徑。并應注意管道的防腐功能。所述進水單元包含進水泵1、進水取樣口 2、進水閥3、進水流量計4。將所述進水泵1、進水閥3、進水流量計4依次設置在進水口 03之前的進水管02上，由進水閥3對廢水進水流量進行控制，由進水流量計4對進水流量進行統(tǒng)計。在進水泵I與進水閥3之間的管道上設置管道和進水取樣口 2，可通過進水取樣口 2對進水進行取樣和分析。所述pH控制單元包含酸液儲罐5、堿液儲罐6、酸液計量泵7、堿液計量泵8、pH控制器9以及pH探頭10。將所述酸液儲罐5通過酸液計量泵7和管道在pH控制器9的控制下與主體反應器01連接，將堿液儲罐6通過堿液計量泵8和管道在pH控制器9的控制下與主體反應器01連接，將pH控制器9與所述pH探頭10連接，可將pH探頭10設置在主體反應器Ol的中部，對廢水進行實時監(jiān)測，由pH探頭10為pH控制器9提供主體反應器01內(nèi)廢水的PH信息:當主體反應器01內(nèi)廢水的pH值低于或超出設定范圍時，pH控制器9自動啟動酸液計量泵7或堿液計量泵8向主體反應器01中加酸液或堿液；當主體反應器01內(nèi)廢水的PH值恢復至設定范圍內(nèi)，pH控制器9自動控制酸液計量泵7或堿液計量泵8停止工作,終止加酸液或堿液的操作。所述加藥單元包含第一藥劑儲罐1101、第二藥劑儲罐1102、第三藥劑儲罐1103以及與所述藥劑儲罐等量的第一加藥計量泵1201、第二加藥計量泵1202、第三加藥計量泵1203:所述第一藥劑儲罐1101通過第一加藥計量泵1201和管道與主體反應器01連接；所述第二藥劑儲罐1102通過第二加藥計量泵1202和管道與主體反應器01連接；所述第三藥劑儲罐1103通過第三加藥計量泵1203和管道與主體反應器01連接，從而將各藥劑儲罐內(nèi)的藥劑通過加藥計量泵送入所述的主體反應器01。所述液位控制單元包含液位控制器16，將所述液位控制器16與進水泵1、出水泵13電連接:當主體反應器01內(nèi)的液位超出設定范圍時，液位控制器16即將信號傳輸至進水泵I并停止進水泵I的運行；當主體反應器01內(nèi)的液位低于設定范圍時，液位控制器16即通過信號停止出水泵13的運行；當主體反應器01內(nèi)的液位恢復至設定范圍以內(nèi)時，進水泵I和出水泵13正常運行。所述攪拌單元包含攪拌閥14、攪拌流量計15和攪拌管17。將所述攪拌閥14的一端通過管道與出水泵13連接，將所述攪拌閥14的另一端通過管道和攪拌流量計15與攪拌管17連接，在攪拌管17的前端設置若干小孔，將所述攪拌管17開有小孔的前端延伸至主體反應器01內(nèi)的下端，所述攪拌管17的前端可選擇性設置攪拌裝置。這樣，在主體反應器01內(nèi)處理后的部分廢水經(jīng)出水泵13流入攪拌單元，在經(jīng)過攪拌閥14、攪拌流量計15后通過攪拌管17返回主體反應器01。所述攪拌管17是用于增強主體反應器01內(nèi)的水力攪拌和紊流程度，使廢水中的無機氰根與氧化劑、催化劑能完全反應。通過所述攪拌流量計15可控制水力攪拌的強度。所述出水單元包含出水泵13、出水取樣口 18、出水閥19和出水流量計20。將所述出水泵13、出水閥19和出水流量計20依次設置在出水口 04之后的出水管05上。由出水閥19對處理后的排放水進行控制，由出水流量計20對排放水的流量進行統(tǒng)計。在出水泵13與出水閥19之間的管道上設置管道和出水取樣口 18，可通過出水取樣口 18對處理后的排放水進行取樣和分析。本發(fā)明的處理裝置可對高濃度無機氰廢水進行連續(xù)的處理:所述進水單元、pH控制單元、加藥單元、液位控制單元、攪拌單元和出水單元都符合連續(xù)處理廢水的要求。本發(fā)明高濃度無機氰廢水的處理裝置的工作過程為:
啟動進水泵1，將高濃度無機氰廢水通過進水管02注入主體反應器01 ;同時調(diào)節(jié)進水閥3，用進水流量計4判斷進水流量；需要時，通過進水取樣口 2取廢水水樣進行分析。啟動pH控制單元，設定pH控制器9的上限值和下限值，通過pH探頭10實時監(jiān)測主體反應器01中廢水的pH值:當pH值低于設定 下限值時，自動啟動堿液計量泵8將堿液由堿液儲罐6注入主體反應器01內(nèi)；當pH值高于設定上限值，自動啟動酸液計量泵7將酸液由酸液儲罐5注入主體反應器01內(nèi)；從而保證主體反應器01內(nèi)廢水的pH值介于設定的下限值與上限值之間。
當主體反應器01內(nèi)廢水的pH值滿足設定要求后，啟動加藥單元，將藥劑由第一藥劑儲罐1101或第二藥劑儲罐1102或第三藥劑儲罐1103經(jīng)第一加藥計量泵1201或第二加藥計量泵1202或第三加藥計量泵1203注入主體反應器01內(nèi)。同時，啟動液位控制單元、攪拌單元和出水單元，設定液位控制器16的下限值和上限值。當主體反應器02內(nèi)的液位低于設定下限值時，停止出水泵13的運行；當主體反應器02內(nèi)的液位高于設定上限值時，停止進水泵I的運行；從而保證主體反應器01的內(nèi)液位介于設定下限值與上限值之間。處理后的部分廢水經(jīng)出水泵13流入攪拌單元，經(jīng)過攪拌閥14的攪拌和攪拌流量計15的判斷后，經(jīng)攪拌管17回流人主體反應器01。最后，由主體反應器01處理后的廢水經(jīng)出水泵13流入出水單元，可用調(diào)節(jié)出水閥19調(diào)節(jié)流量，用出水流量計20判斷出水流量。需要時，可通過出水取樣口 18取出水水樣進行分析。以下介紹本發(fā)明的實施例和應用實施例。實施例1
一種高濃度無機氰廢水的處理方法，其具體步驟為:
(1)利用濃度為20%的氫氧化鈉溶液將廢水的pH值調(diào)節(jié)至8；
(2)向廢水中投加濃度為10%過氧化氫溶液，所述過氧化氫溶液與廢水中無機氰根的質量比為10，投加的催化劑硫酸銅溶液的質量濃度為200mg/L。(3)利用機械攪拌裝置進行攪拌，使廢水中的無機氰根與氧化劑、催化劑能完全反應；反應時間為4小時，廢水中總氰化物的含量明顯減少。實施例2
一種高濃度無機氰廢水的處理方法，其具體步驟為:
(1)利用濃度為90%的氫氧化鈉溶液將廢水的pH值調(diào)節(jié)至11；
(2)向廢水中投加濃度為50%過氧化氫溶液，所述過氧化氫溶液與廢水中無機氰根的質量比為2，投加的催化劑硫酸銅溶液的質量濃度為10mg/L。(3)利用水力攪拌裝置進行攪拌，使廢水中的無機氰根與氧化劑、催化劑能完全反應；反應時間為0.5小時，廢水中總氰化物的含量明顯減少。應用實施例1
上海某化工廠在工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生有高濃度含氰廢水，經(jīng)水質分析發(fā)現(xiàn)，所述廢水中氰化物以無機氰根的形式存在，總氰化物濃度為874mg/L，運用本發(fā)明的處理方法和處理裝置對所述高濃度含氰廢水進行了處理，具體的步驟和內(nèi)容為:
(1)利用濃度為30%的氫氧化鈉溶液將廢水的pH值調(diào)節(jié)至9。(2)向廢水中投加濃度為30%的過氧化氫溶液，所述過氧化氫溶液與廢水中無機氰根的質量比為3.5，投加的催化劑硫酸銅溶液的質量濃度為50mg/L。(3)利用水力攪拌裝置進行攪拌，使廢水中的無機氰根與氧化劑、催化劑能完全反應；反應時間為I小時，總氰化物的去除率達到97.6%。應用實施例的結果證明，本發(fā)明高濃度無機氰廢水的處理方法及裝置對高濃度無機氰廢水具有較好的處理效果。
權利要求
1.一種高濃度無機氰廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)利用堿液將高濃度無機氰廢水的PH值調(diào)節(jié)至8 11; (2)向步驟(I)調(diào)節(jié)pH值后的廢水中投加氧化劑及催化劑，所述氧化劑的投加量為氧化劑與廢水中無機氰化物的質量比為2 10 ; (3)利用機械攪拌或者水力攪拌裝置進行攪拌，使廢水中的無機氰根與氧化劑、催化劑能完全反應；反應0.5 4小時后排放出水。
2.根據(jù)權利要求1所述的高濃度無機氰廢水的處理方法，其特征在于，步驟(I)所述的堿液為濃度為20% 90%的氫氧化鈉溶液。
3.根據(jù)權利要求1所述的高濃度無機氰廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)所述氧化劑為濃度為10% 50%過氧化氫溶液，所述催化劑為質量濃度為10 200mg/L的硫酸銅溶液。
4.一種高濃度無機氰廢水的處理裝置，含有主體反應器(01)、進水管(02)、進水口(03)、出水口(04)、出水管(05)以及進水單元、pH控制單元、加藥單元、液位控制單元、攪拌單元和出水單元，其特征在于: 所述進水單元含有進水泵(I)、進水閥(3)、進水流量計(4);所述進水泵(I)、進水閥(3)、進水流量計(4)依次設置在進水口(03)之前的進水管(02)上； 所述pH控制單元含有酸液儲罐(5)、堿液儲罐(6)、酸液計量泵Cl)、堿液計量泵(8)、PH控制器(9)以及pH探頭(10);所述酸液儲罐(5)和堿液儲罐(6)分別通過酸液計量泵(7)、堿液計量泵(8 )和管道在pH控制器(9 )的控制下與所述主體反應器(OI)連接，所述pH控制器(9)與所述pH探頭(10)連接，由所述pH探頭(10)為pH控制器(9)提供主體反應器(01)內(nèi)廢水的pH信息； 所述加藥單元含有若干藥劑儲罐以及與所述藥劑儲罐等量的加藥計量泵，各藥劑儲罐分別通過各自的加藥計量泵和管道與所述主體反應器(01)連接； 所述液位控制單元含有液位控制器(16)，所述液位控制器(16)與進水泵(I )、出水泵(13)電連接； 所述攪拌單元含有攪拌閥(14)、攪拌流量計(15)和攪拌管(17)，所述攪拌閥(14)的一端通過管道與出水泵(13)連接，所述攪拌閥(14)的另一端通過管道和攪拌流量計(15)與攪拌管(17)連接，所述攪拌管(17)開有小孔的前端延伸至主體反應器(01)內(nèi)的下端；所述出水單元含有出水泵(13 )、出水閥(19 )和出水流量計(20 )，所述出水泵(13 )、出水閥(19 )和出水流量計(20 )依次設置在出水口( 04)之后的出水管(05 )上。
5.根據(jù)權利要求4所述的高濃度無機氰廢水的處理裝置，其特征在于，所述進水口(03)設置在主體反應器(01)的上部分。
6.根據(jù)權利要求4所述的高濃度無機氰廢水的處理裝置，其特征在于，所述出水口(04)設置在主體反應器(01)的下部分。
7.根據(jù)權利要求4所述的高濃度無機氰廢水的處理裝置，其特征在于，在所述進水泵(I)與進水閥(3 )之間的管道上設有進水取樣口( 2 )。
8.根據(jù)權利要求4所述的高濃度無機氰廢水的處理裝置，其特征在于，在所述出水泵(13 )與出水閥(19 )之間的管道上設有出水取樣口( 18 )。
9.根據(jù)權利要求4所述的高濃度無機氰廢水的處理裝置，其特征在于，在所述攪拌管(17)的前端能 選擇性地設置攪拌裝置。
全文摘要
本發(fā)明高濃度無機氰廢水的處理方法，包括以下步驟⑴利用濃度為20～90%的氫氧化鈉溶液將高濃度無機氰廢水的pH值調(diào)節(jié)至8～11；⑵向調(diào)節(jié)pH值后的廢水中投加濃度為10～50%過氧化氫溶液及質量濃度為10～200mg/L硫酸銅溶液，所述過氧化氫溶液的投加量為氧化劑與廢水中無機氰化物的質量比為2～10；⑶利用機械攪拌或者水力攪拌裝置進行攪拌，反應0.5～4小時后排放出水。本發(fā)明的處理裝置含有主體反應器及進水單元、pH控制單元、加藥單元、液位控制單元、攪拌單元和出水單元。本發(fā)明的處理方法工藝流程簡潔、操作簡單、處理效果好；本發(fā)明的處理裝置能保證本發(fā)明的處理方法的實施，各結構單元符合連續(xù)處理廢水的要求。
文檔編號C02F101/18GK103232107SQ20131014542
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權日2013年4月25日
發(fā)明者周珉, 黃仕源, 瞿賢, 康健靈, 趙延飛 申請人:上海化學工業(yè)區(qū)中法水務發(fā)展有限公司