混凝-氧化法處理亞氨基二乙腈廢液的實(shí)驗(yàn)研究

任雪嬌

(云南大地豐源環(huán)保有限公司，云南 昆明650401)

混凝-氧化法處理亞氨基二乙腈廢液的實(shí)驗(yàn)研究

任雪嬌

(云南大地豐源環(huán)保有限公司，云南 昆明650401)

以亞氨基二乙腈廢液為原料，常溫常壓下經(jīng)混凝、化學(xué)氧化分解氰化物。研究了混凝劑、氧化劑、反應(yīng)初始pH、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)氰化物去除率的影響規(guī)律，確定了最佳工藝條件為：反應(yīng)初始pH10.5，H2O2加量25%，反應(yīng)時(shí)間6h，聚鋁加量0.5%。此條件下殘留氰化物為0.15mg/L左右，氰化物去除率高達(dá)99.8%。

亞氨基二乙腈廢液； 混凝； 氧化； 實(shí)驗(yàn)研究

亞氨基二乙腈是生產(chǎn)草甘膦的關(guān)鍵性原料，在亞氨基二乙腈的生產(chǎn)過程中伴生大量不能循環(huán)利用的廢液，屬于危險(xiǎn)廢物中的HW38有機(jī)氰化物，廢物代碼為261-067-38。此類廢液為黑紅色粘稠廢液，具有有機(jī)物質(zhì)濃度高、難降解、含鹽量高、毒性大、可生化性差等特性，處理難度大[1]。國(guó)內(nèi)外可借鑒的相關(guān)處置技術(shù)資料較少，加上此廢液氰化物含量嚴(yán)重超標(biāo)，是各類廢水處理難題中的難題[2-4]。

目前處理亞氨基二乙腈的方法主要有焚燒法、生化法和綜合利用法[5]。焚燒法處置路線可行，但設(shè)備投資高，腐蝕性大，結(jié)焦嚴(yán)重，運(yùn)行成本高。生化法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生新的氣相污染，處理后的廢水鹽含量高，后續(xù)處理工作困難[6-7]。綜合利用法是利用亞氨基二乙腈廢液生產(chǎn)肥料的方法，該法是在廢液中加入催化劑和分散劑后接種生物菌，經(jīng)發(fā)酵、水解、養(yǎng)分調(diào)配、造粒、干燥等工序后生成產(chǎn)品，廢液處置周期較長(zhǎng)，需要大型發(fā)酵場(chǎng)地，較難得到普遍應(yīng)用。

本實(shí)驗(yàn)以氰化物去除率為指標(biāo)，討論了諸多因素對(duì)氰化物去除率的影響，找出了最佳藥劑投加量及工藝條件，常溫常壓操作，適用性強(qiáng)，工業(yè)化運(yùn)行效果穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，環(huán)保效益顯著。

1實(shí)驗(yàn)原料和方法

1.1實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)所用廢液取自四川某化工廠，該廢液為黑色粘稠有機(jī)氰廢液，含苯胺類物質(zhì)，COD較高，可生化性較差，主要成分為亞氨基二乙腈、羥基乙腈、苯胺基乙腈、硫酸銨以及腈類聚合物等，廢水水質(zhì)見表1。

表1 廢液水質(zhì)表

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

以氰化物去除率為指標(biāo)，混凝劑、氧化劑、反應(yīng)初始pH、反應(yīng)時(shí)間為實(shí)驗(yàn)因素，進(jìn)行四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，用極值法和直觀分析法篩選出優(yōu)選方案，綜合考慮噸藥劑成本，根據(jù)優(yōu)選方案做優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，得到亞氨基二乙腈廢液的最佳處理處置工藝條件。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交實(shí)驗(yàn)

廢液顏色為黑色，氰化物較高，故把此廢液稀釋1倍進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，稀釋樣總CN-為95mg/L。正交試驗(yàn)方案見表2。

表2 正交試驗(yàn)方案表

本實(shí)驗(yàn)選用聚鋁(PAC)為混凝劑，27.5%雙氧水(wt%)為氧化劑，廢液pH用熟石灰固體進(jìn)行調(diào)節(jié)。L9(34)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表見表3。

表3 L9(34)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

由表3 可知：極差法分析各因素對(duì)CN-去除率的影響大小順序?yàn)锽>D>A>C，即反應(yīng)初始pH>氧化劑>反應(yīng)時(shí)間>混凝劑；各因素的最佳組合為B1D1A2C3，即反應(yīng)初始pH 10.5，氧化劑加量25%，反應(yīng)時(shí)間6h，混凝劑影響最小，添加量為0.5%。

2.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

對(duì)極差分析得到的優(yōu)選方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證方案和實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果表

通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：極差分析所得的優(yōu)方案沒有達(dá)到L9(34)表中的最好結(jié)果，原因可能是沒有考慮因素間的相互交叉影響作用。因此，選表3中的實(shí)驗(yàn)7做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，直觀優(yōu)方案和實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果表

直觀優(yōu)方案的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)氰化物得到了較好的處置結(jié)果，但兩個(gè)方案氰化物去除率基本一致，且總CN-達(dá)到《GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中氰化物的排放標(biāo)準(zhǔn)[8-9]。從表4和表5的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在反應(yīng)初始pH和絮凝劑加量不變的情況下，反應(yīng)時(shí)間和氧化劑加量為交叉影響因素，由于反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)有利于污染物與藥劑的充分接觸，增加傳質(zhì)推動(dòng)力，增大分子間的碰撞接觸幾率，故氰化物去除率隨反應(yīng)時(shí)間的增加而增加。但在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)時(shí)間增加，相應(yīng)的設(shè)備動(dòng)力成本、人力成本增加，故生產(chǎn)中選擇反應(yīng)初始pH10.5，氧化劑加量25%，反應(yīng)時(shí)間6h，混凝劑加量0.5%作為此亞氨基二乙腈廢液的處理方案。

3 結(jié)論

(1)針對(duì)該廢液氰化物、COD高的特點(diǎn)，反復(fù)實(shí)驗(yàn)找出了較好的處理路線，即先混凝后氧化，該法常溫常壓操作，工藝簡(jiǎn)單，處置成本低，工業(yè)化運(yùn)行效果穩(wěn)定。

(2)該亞氨基二乙腈廢液的最佳工藝條件為：反應(yīng)初始pH10.5，H2O2加量25%，反應(yīng)時(shí)間6h，聚鋁加量0.5%，此條件下殘留氰化物為0.15mg/L左右，氰化物去除率高達(dá)99.8%。

(3)混凝-氧化法處理亞氨基二乙腈廢液效果顯著，氰化物去除率極高，處理出水達(dá)到《GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中氰化物的排放標(biāo)準(zhǔn)。出水無色透明，COD也大幅度降低，但未達(dá)到150mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此需進(jìn)一步進(jìn)入污水系統(tǒng)進(jìn)行深度處理，一方面降低COD，一方面去除溶解性固體，經(jīng)超濾-反滲透系統(tǒng)后達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，循環(huán)利用。

[1]汪大羽軍，徐新華，宋爽.工業(yè)廢水中專項(xiàng)污染物處理手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000:192-205.

[2]尹六寓.絡(luò)合沉淀工藝處理氰化電鍍廢水[J].給水排水，2006，32(12)：59-61.

[3] Balanosky E，Herrera F，Lopez A，et al. Oxidative Degradation of Textile Waste Water Modeling Reactor Performance [J]. Water Res，2000，34(2)：582-596.

[4]李金蓮，金永峰，錢慧娟，等. Fenton試劑在水處理中的應(yīng)用研究[J].化工科技市場(chǎng)，2006，29(6)：28-33.

[5]阮洋，鄒有良，沈卓賢.Fenton法處理低濃度含氰電鍍廢水的研究[J].水處理技術(shù)，2012，38(1)：114-117.

[6]Mehmet Kitis，Emine Karakaya，Nevzat O，et al. Hetero Geneous Catalytic Degradation of Cyanide Using Copper-Impregnated Pumice and Hydrogen Peroxide [J]. Water Res，2005，39(13)：1652-1662.

[7]范文玉，王紅，夏洪娟,等.絡(luò)合沉淀—Fenton試劑氧化法處理高濃度含氰廢水[J].化工環(huán)保，2015，35(1):44-48.

[8] 原國(guó)家環(huán)境保護(hù)局.污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)：GB 8978-1996 [S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.

[9]環(huán)境保護(hù)部.水質(zhì) 氰化物的測(cè)定容量法和分光光度法:HJ 484-2009[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社出版，2009.

Experimental Study on the Treatment of Iminodiacetonitrile Waste by Coagulation-Oxidation

Ren Xue-jiao

(Yunnan DadiFengyuan Environmental Protection Co.,Ltd , Kunming Yunnan 650401 ,China)

The cyanide was decomposed by coagulation-chemical oxidation under normal temperature and pressure based on the raw material of iminodiacetonitrile waste. The factors influencing removal of cyanide such as coagulant, oxidant, time, and initial reacting pH were investigated. The optimum conditions were determined. The results showed that residual cyanide was 0.15mg/L and the removal of cyanide reached 99.8% approximately under the conditions as follows: initial reacting pH at 10.5, H2O2amount of 25%, reacting time for 6 hour and PAC amount of 0.5%.

iminodiacetonitrile waste; coagulation; oxidation; experimental study

2017-04-27

任雪嬌(1987-)，女，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)槲ｋU(xiǎn)廢物處置技術(shù)。

TQ01

A

1673-9655(2017)04-0065-03