高硫氰化物廢水處理及常見問題探討

曾夢圓，肖遙(杭州嘉澍環(huán)境監(jiān)測有限公司，浙江 杭州 311199)

0 引言

硫氰酸根離子(SCN-)是一種直線型、多原子、帶負電的離子，它具有較強的絡合性。醫(yī)藥工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、精細化工等行業(yè)都會用到硫氰化物，它是重要的化工原料之一。在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中，如果加入的硫氰酸化物劑量較大，且不能完全進行反應，就會產(chǎn)生大量含有硫氰酸鹽的廢水。通過調(diào)查各個化工行業(yè)的實際生產(chǎn)運行情況得知，在制備工業(yè)產(chǎn)品時，含有硫氰酸根離子物質(zhì)的廢水濃度已經(jīng)達到200～1 000 mg/L。如果將含有硫氰化物的廢水排到水系中，不僅僅會失去很多化工原料，同時也會污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，不利于環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。

1 進水指標

實際化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高硫氰化物廢水成分往往較為復雜，污染物成分較多，例如：農(nóng)藥廢水、煉焦廢水、腈綸廢水等，一般這些廢水中的污染物不僅含有硫氰化物，同時還會伴有大量的有機胺、酚類物質(zhì)、CN-等。對于這些類型的廢水進行處理的時候，應該要對如何降低二次污染、色度、廢水毒性等進行重點考慮，防止給人類和社會環(huán)境造成較大的危害。以近半年進水指標的區(qū)間為例，對硫氰化物廢水進行處理。如表1所示，進水指標中主要含有硫氰化物、硫化物、氰化物、揮發(fā)酶、氨氮、COD，這些物質(zhì)的含量較高，其他都屬于低含量物質(zhì)。

表1 進水指標 單位：mg/L

2 硫氰化物廢水處理方法及常見問題

2.1 預處理工藝

雖然對于硫氰化物廢水預處理的相關報道不多，但是經(jīng)過調(diào)查可知，硫氰化物具有較強的吸附能力和還原能力，以預處理工藝為例，去除水中的硫氰化物和COD等雜質(zhì)常見的處理方法有過濾和吸附、微電解、水解、沉淀、催化氧化、化學混凝等方法。

對于含有硫氰化物雜質(zhì)的中低濃度廢水常用的方法有因科法、臭氧法、氯化法等，這些都是在廢水處理中常用的處理工藝。其中因科法和氯化法因具有工藝簡單、藥劑來源廣，且不用投入大量設備的優(yōu)勢，因此較為適合用于工業(yè)廢水處理中。雖然這種處理方式具有一定的優(yōu)勢，但同時也因為需要消耗大量的藥劑，以及不能回收、易造成二次污染的缺陷，需要對廢水進行再次深度處理[1]。對硫氰化物廢水進行處理采用臭氧法只需要有臭氧發(fā)生設備即可，且效率高、工藝簡單，不需要添加藥劑，也不會產(chǎn)生其他有害物質(zhì)。但是此種處理方式也存在一定的弊端，例如設備成本較高、維護困難、利用率不高、臭氧濃度低等劣勢，不適合推廣應用。除此之外，在含有硫氰化物的中低濃度廢水中離子交換法和吸附法也是較為常用的處理方法，同時也具有良好的發(fā)展前景。

對于含有硫氰化物的中等濃度廢水進行處理，可以采用高級氧化處理工藝，例如超臨界水氧化、濕式空氣氧化等，但是這種方法多用于進水指標中具有復雜組合成分而無法回收的廢水處理中。以上超臨界水氧化和濕式空氣氧化兩種廢水處理工藝作為一種新型的污水處理技術，可以將氧氣作為氧化劑來對高濃度硫氰化物廢水進行處理，在高壓和高溫作用下能夠高效降解硫氰化物。此外，超臨界水氧化和濕式空氣氧化具有適用范圍廣、占地面積小、反應器結構簡單等特點，尤其是在對雜質(zhì)進行清除的時候不需要再次進行深度處理。但是這兩種處理技術卻對設備要求非常高，在實際的使用過程中也存在一定的限制。

2.2 生化處理工藝

隨著技術的不斷更迭和進步，生化處理技術逐漸受到重視，越來越多的研究人員對硫氰化物的生化處理技術展開研究和探索。在對硫氰化物廢水進行處理的過程中，水中的微生物往往會把硫氰酸鹽當作硫源和氮源。使物化處理中存在的不能徹底降解硫氰化物的缺陷通過生物法得到了有效的解決，這是一種可用性強的硫氰化物廢水處理技術，這種技術的優(yōu)勢在于可以培養(yǎng)出對硫氰化物進行直接處理的優(yōu)勢菌種，以及新的處理技術。

一般情況下，對硫氰化物進行降解處理后分離出來的微生物有硫桿菌、甲基菌、節(jié)桿菌、假單胞菌等。這些微生物能夠通過對含酚焦化廢水、硫氰酸鹽廢水、高濃度硫代硫酸鈉的活性污泥進行馴化和分離得到。有實驗表明通過對高濃度硫氰化物焦化廢水進行馴化可以從中得到由黃枯菌屬 、金黃桿菌屬以及伯克氏菌組合而成的具有高效降解性質(zhì)的硫氰化物菌群。

硫氰化物需要在好氧條件才便于進行生物降解，其處理工藝一般分為兩種，一種是硝化脫氮單元，主要作用使去除廢水中NH4+-N；另一種是除碳單元，主要作用是為硫氰化物分解釋放二氧化碳[2]。如果硫氰化物廢水具有較高的負荷，而為了保證足夠的停留時間和溶解氧，則可以應用生物處理法來實現(xiàn)。生化處理技術在經(jīng)過不斷的深入研究和發(fā)展之后，現(xiàn)在已經(jīng)形成了好氧、缺氧和厭氧相結合的廢水處理工藝?？梢詰糜谏餅V塔法、高效菌的培養(yǎng)、生物接觸氧化法、焦化廢水、腈綸廢水等。

2.3 聯(lián)合處理工藝

雖然應用生化法可以對硫氰化物廢水進行高效的處理，有效去除廢水中的硫氰化物，但是在工業(yè)廢水中通常會含有大量有害物質(zhì)，而且廢水中的硫氰化物還具有可生化性差、COD值高、成分復雜的特點，如果利用生化法對其進行處理，不能使營養(yǎng)源得到充分利用，處理效率較低。在對含有硫氰化物的廢水進行實際處理的過程中，單單采用一種處理工藝很難實現(xiàn)預想的效果，因此，大部分企業(yè)在對硫氰化物廢水進行處理時，會采用多種工藝相結合的方法來提升廢水處理效率和效果。

在實際生產(chǎn)過程中，往往對于高濃度硫氰化物廢水進行處理時會采用預處理技術、生化處理技術以及活性炭吸附和自然凈化、直接氧化的組合技術，使各種廢水處理技術融合到一起，這樣才能使硫氰化物廢水處理效率得到大幅度的提升。例如應用到腈綸廢水中的混凝-缺氧-好氧流化床-生物接觸氧化處理工藝、混凝-A/O組合工藝、曝氣-生物活性炭濾池組合工藝等，這些工藝相互結合應用可以實現(xiàn)高效降解含硫氰化物廢水的目的。

2.4 常見問題及應對策略

(1)通過調(diào)查進水指標區(qū)間得知，在二沉池出水往往會含有大量細小懸浮污泥顆粒。這種顆粒產(chǎn)生的原因是：因為操作不當?shù)木壒?，或者是因為水質(zhì)的原因，所以形成了針狀絮體；水力具有較大的負荷、由于活性污泥出現(xiàn)了大量的曝氣，造成污泥產(chǎn)生了氧化反應；停留時間太短，加快了絮體流出的時間，在還沒有沉降之前絮體就已經(jīng)流出。

針對以上問題應該采取的應對策略是：如果污泥沉積的時間過長，就要先縮短其時間，從而對曝氣量進行有效的控制；對于曝氣池中應用的處理工藝進行適當調(diào)整，從而使污泥的屬性得到改善[3]。如果出現(xiàn)營養(yǎng)缺乏的狀況時，就要加強營養(yǎng)；要相應的加入適量的化學絮凝劑；對出水堰的水平進行有效的調(diào)節(jié)；降低水力的負荷。

(2)污泥不斷的上浮，然后堆積到一起，形成結塊從而產(chǎn)生了污泥解絮，最終導致污泥漂浮到表面，針對這些問題應該采取的有效應對策略有：有效去除在二沉池部件和內(nèi)壁上黏附的污泥；及時對所用的刮泥板進行更換，保證刮泥板的使用功能；除此之外，還要通過加強排放量的方式，將污泥快速的進行排出，從而降低污泥造成的影響。

2.5 硫氰化物廢水處理工藝的處理效率

根據(jù)對此系統(tǒng)的觀察研究發(fā)現(xiàn)，采用上述廢水處理工藝后，O1曝氣池處理揮發(fā)酚和硫化物的處理效率是100%，處理硫氰化物的處理效率是99%，處理COD的效率為93%，雖然這些物質(zhì)的去除效果明顯，但是卻提升了氨氮的含量。從理論的角度來講，24 mg的NH4+-N需要有100 mg的SCN-才能得到，而其中有10%的含量將作為氮源為微生物提供能量，使其轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)，其他的都會以NH+4的形式存在于水體之中，正是由于這些原因才使得氨氮的含量得到了大幅度的提升。

3 結語

綜上所述，硫氰化物廢水處理的實際案例有很多，通過上述對硫氰化物廢水處理工藝進行分析和研究，雖然當前的處理工藝有了很大的進步和提升，處理效率和質(zhì)量也較好，但是從某些方面來說還存在一定的缺陷和不足，需要繼續(xù)進行完善。不斷尋求更加有效且環(huán)保的處理工藝來提升硫氰化物廢水處理技術水平，使其朝著更高效的方向發(fā)展。