一種從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物的方法
2023-05-27 09:32:41
專利名稱：一種從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物的方法
技術領域：
本發明涉及一種回收利用氰化物，尤其是涉及一種利用光催化氧化電吸附膜接觸反應器從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物的方法。
背景技術：
含氰廢水主要產生於稀有金屬冶煉和電鍍生產。在眾多的鍍種中，氰化電鍍是常用的鍍種之一，主要用於鍍鋅、鍍鉛、鍍鎘、鍍銅、鍍銀、鍍金。在含氰廢水中，除了含有劇毒的游離氰化物外，尚有銅氰、鎘氰、銀氰、鋅氰等絡合離子存在。廢水中CN-質量濃度較高，還含有大量的重金屬、硫氰酸鹽等化合物，對外界水環境汙染很嚴重。氰化物屬於劇毒物質，CN—會與人體中高鐵細胞色素酶結合，生成氰化高鐵細胞色素氧化酶而失去氧的傳遞功 能，在體內引起組織缺氧而窒息(陳華進，李方實.含氰廢水處理方法進展[J].江蘇化工，2005,33(1) :39-431)。氰化物對人的致死量因人而異，大約在O. 5 3. 5mg/kg(高大明.含氰廢水處理技術20年回顧[J].黃金，2000，21 (I) :46-51 )，對其他小動物、水生生物的致死量更小，嚴重威脅人、動物、水生生物的生命安全，破壞生態平衡。由於氰化物強烈的毒性，有關含氰廢水的治理一直受到人們的極大重視。目前，見報導的含氰廢水處理方法主要有化學氧化(氯鹼、二氧化氯、臭氧)、高溫水解、電解、離子交換、活性炭吸附、液膜和生物處理等(高大明.含氰廢水治理技術的20年回顧[J].黃金，2000，21(1 ):49-51 )。近年來，作為高科技含氰廢水處理技術的膜吸收法，由於具有能耗低、無二次汙染和可實現汙染物資源化等特點而日益受到人們的關注(Shen Z, Qian G, WangR. Cyanide removal from wastewater using gas membranes:poilot scale study [J].Water Environ Res.，2004，76(I):15-22)。膜吸收法是使用疏水性微孔膜將氣液兩相隔開，利用膜孔實現氣、液兩相間傳質的分離技術，它能有效去除水中揮發性汙染物和溶解性氣體，如硫化物、氰化物、氨、氯氣、氧氣和二氧化碳等(袁力，王志，王世昌，等.膜吸收技術及其在脫除酸性氣體中的應用研究[J].膜科學與技術，2002，22 (4) :55-59)。疏水微孔膜把含氰廢水和NaOH吸收液分隔於兩側。由於膜的疏水特性，膜兩側的水溶液各行其道，互不接觸。在膜兩側溶液中存在著HCN的濃度(蒸汽壓)差，在這一濃度(蒸汽壓)差的推動下，遵循亨利定律，HCN在廢水-膜界面上自動揮發(解吸)；自含氰溶液中解吸出來的氣態HCN沿膜微孔向吸收液側擴散；氣態HCN在吸收液-膜界面上為NaOH吸收、並反應生成不揮發的NaCN而被回收。HCN透過膜由含氰廢水進入吸收液後，迅速為NaOH吸收並反應生成NaCN。因此，在吸收液中的HCN濃度始終為零，即膜兩側始終存在著HCN的濃度(蒸汽壓)差。只要吸收液中有足夠的NaOH，含氰溶液中的HCN就會源源不斷地向吸收液中轉移，直到含氰溶液中HCN的濃度降至接近零。與此同時，吸收液中的NaCN濃度不斷升高，HCN在吸收液中得到了濃縮。(徐國偉，沈志松.膜吸收技術在氰化物廢水處理中的應用[J].水處理技術，2006，32 (7) :21-36)。電吸附技術(electrosorption technology),它是利用帶電電極表面吸附水中離子及帶電粒子的現象，使水中溶解鹽類及其他帶電物質在電極的表面富集濃縮而實現水的淨化/淡化的一種新型水處理技術(陳兆林，孫曉慰，朱廣東，等.電吸附設備工作過程的研究[J].環境工程學報，2009，3 (7) :11-14)。中國專利CN101381127公開一種利用膜吸收法回收丙烯腈廢水中高濃度氰化物和氨氮的方法，該方法採用雙循環流程，首先將廢水的PH值調節至11 12，依次經過砂濾和微濾(MF)去除懸浮顆粒後，進入疏水性中空纖維膜的管程。廢水中的揮發性NH3氣體在中空纖維膜和吸收液的界面處與H2SO4溶液發生中和反應，生成不揮發的(NH4)2SO4而被回收。由於膜的疏水性，水和其它不易揮發的物質仍保留在廢水中。膜吸收法回收高濃度氨氮後，將廢水的PH值調節至5 6，使用NaOH溶液作為HCN的吸收液，重複上述膜吸收過程。膜吸收法操作簡便、能耗低、可回收有用物質，在一定程度上改變目前丙烯腈廢水的高代價治理狀況。中國專利CN101367569公開一種含氰化物廢水的離子交換法處理工藝，它將廢水調PH值、吸附、再生、維護和CN—離子以及鹽酸的回收相結合，實現了含氰化物廢水中的 CN-離子交換自動化處理，具有操作自動化程度高，安全可靠，廢水處理效果好並能回收氰化物，運行成本低，離子交換樹脂可以得到有效維護，可長期穩定工作等優點。與化學法處理含氰化物廢水相比，具有不需要向廢水中加入化學藥劑，處理後廢水含鹽率低，有利於廢水的回收利用和氰化物可回收的優點。本申請人在中國專利CN101353208中公開了一種電鍍含氰廢水的回收工藝，它包括將電鍍含氰廢水輸入超濾器經超濾膜超濾分離得透析液等六個步驟。由於該發明將電鍍含氰廢水經超濾、活性炭、反滲透膜等步驟處理，是以膜分離為核心的組合工藝技術，將金屬鹽和水分離，同時獲得含金屬濃度較高的濃縮液和生產需要的純淨水或超純水。含貴重金屬濃縮液供後續提取設備進行金屬的提取，純淨水或超純水回用於上產，進而實現貴重金屬的回收的廢水的循環利用。
發明內容
本發明的目的旨在提供一種從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物裝置。本發明的另一目的旨在提供一種從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物的方法。所述從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物裝置為光催化氧化電吸附膜接觸反應器，所述光催化氧化電吸附膜接觸反應器設有進水系統、光催化氧化反應器、電吸附反應器和膜接觸反應器，所述進水系統的出水口接光催化氧化反應器，所述光催化氧化反應器接電吸附反應器，電吸附反應器接膜接觸反應器，膜接觸反應器的酸吸收液出口接酸吸收液收集容器。在光催化氧化電吸附膜接觸反應器中，光催化氧化反應器和電吸附反應器作為前處理部分。所述光催化氧化反應器可採用內壁鍍有納米TiO2塗層的管狀不鏽鋼圓柱，管狀不鏽鋼圓柱前後兩端分別設有進水端和出水端，管狀不鏽鋼圓柱內腔設有紫外線石英燈管。吸附反應器採用電吸附反應器成套設備，正負電極為碳電極材料，工作電壓為I. 5V，處理水量為lt/d。膜接觸反應器廢水入口端、出口端在反應器壁上連接，膜接觸反應器吸收液入口端、出口端與中空纖維膜絲兩端封頭部分連接。
所述光催化氧化反應器可採用型號為EBE-50L型的光催化氧化反應器，生產廠家為深圳市碧寶環保科技有限公司；採用的電吸附反應器型號為DLT-DX，生產廠家為麗水德力通水務設備製造有限公司。所述從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物的方法包括以下步驟I)將電鍍含氰廢水送入光催化氧化反應器進水端，將光催化氧化反應器的出水端與電吸附反應器的進水端相連接；2)電鍍含氰廢水經光催化氧化反應器分解其中難降解有機物，出水進入電吸附反應器；3)電吸附反應器洗脫濃水進入濃水收集池，用硫酸將電吸附反應器濃水洗脫液的PH值調至2. 8，用水泵加壓進入膜接觸反應器廢水入口端，進入中空纖維膜絲外部通道，被去除氛化物後從I吳接觸反應器廢水出口〗而流出；4)將氫氧化鈉作為吸收液經塑料泵加壓進入膜接觸反應器吸收液入口端，進入中孔纖維膜絲內部通道，吸收氰化物後從膜接觸反應器吸收液出口端流出；5)吸收液循環使用至吸收能力飽和為止。在步驟4)中，所述氫氧化鈉的濃度可為O. 5mol/L。本發明的工作原理如下本發明通過電鍍含氰廢水經光催化氧化反應器分解其中難降解有機物；出水進入電吸附反應器進行離子吸附，其洗脫濃水收集至濃水收集池。用稀硫酸將電吸附反應器洗脫濃水的PH值調至2. 8後進入膜接觸反應器內中空纖維膜絲之間的通道，O. 5mol/L的氫氧化鈉作為吸收液進入膜接觸反應器內中空纖維膜絲內通道，電鍍廢水中的氰化物轉化為氰化氫通過中空纖維膜絲壁上的微孔進入膜絲內吸收液中形成氰化鈉，從而達到電鍍含氰廢水中的氰化物去除效果，並且氰化鈉作為工業原料可進一步回收利用。採用本發明具有以下顯著的優點和效果I)本發明為在線自動運行形式，可保證從電鍍含氰廢水中回收氰化物過程不間斷進行；2)本發明可高效降低電鍍含氰廢水中氰化物的濃度，為其後續處理提高良好工藝條件，大幅度降低其處理成本；3)本發明可產生氰化鈉作為工業原料可進一步後收利用，具有顯著經濟效益；4)實驗表明，經過一定時間運行後檢測，從電鍍含氰廢水中回收氰化物的效率保
持穩定。5 )本發明可適用於電鍍行業、電子行業、五金表面處理等不同類型的電鍍含氰廢水氰化物回收利用處理。
圖I為本發明所述從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物裝置實施例的結構組成及工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面實施例結合附圖對本發明作進一步說明。
參見圖1，以下實施例以手機電源接插件鍍銀電鍍線的電鍍含氰廢水為原水，廢水的水質條件為電導率為1000 3000uS/cm，氰離子濃度為200 800mg/L，pH值為7. O
7.2。在不同水質條件下，利用光催化氧化電吸附膜接觸反應器進行回收電鍍含氰廢水中的氰化物24h後的回收效果狀況。電鍍含氰廢水經進水系統(包括進水泵等)I進入光催化氧化反應器2分解其中難降解有機物，之後進入電吸附反應器3，電吸附反應器3洗脫濃水進入濃水收集池4 ;用稀硫酸將電吸附反應器濃水洗脫液的pH值調至2. 8，用水泵加壓進入膜 接觸反應器5廢水入口端，進入中空纖維膜絲外部通道，被去除氰化物後從膜接觸反應器廢水出口端流出。O. 5mol/L氫氧化鈉作為吸收液經塑料泵加壓進入膜接觸反應器5吸收液入口端，進入中孔纖維膜絲內部通道，吸收氰化物後從膜接觸反應器吸收液出口端流出。實施例I利用光催化氧化電吸附膜接觸反應器進行電鍍含氰廢水氰化物回收，水質如下電導率為1200uS / cm，氰離子濃度為280mg/L，pH值為7. 1，進行氰化物回收24h。實驗結果運行24h後氰化物的平均去除率為98. 5%，設備運行穩定。實施例2利用光催化氧化電吸附膜接觸反應器進行電鍍含氰廢水氰化物回收，水質如下電導率為1800uS / cm，氰離子濃度為360mg/L，pH值為7. 3，進行氰化物回收24h。實驗結果運行24h後氰化物的平均去除率為98. 2%，設備運行穩定。實施例3利用光催化氧化電吸附膜接觸反應器進行電鍍含氰廢水氰化物回收，水質如下電導率為2700uS / cm，氰離子濃度為640mg/L，pH值為7. O，進行氰化物回收24h。實驗結果運行24h後氰化物的平均去除率為98. 8%，設備運行穩定。
權利要求
1.從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物裝置，其特徵在於為光催化氧化電吸附膜接觸反應器，所述光催化氧化電吸附膜接觸反應器設有進水系統、光催化氧化反應器、電吸附反應器、膜接觸反應器，所述進水系統的出水口接光催化氧化反應器，所述光催化氧化反應器接電吸附反應器，電吸附反應器接膜接觸反應器，膜接觸反應器的酸吸收液出口接酸吸收液收集容器。
2.如權利要求I所述的從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物裝置，其特徵在於所述光催化氧化反應器為內壁鍍有納米TiO2塗層的管狀不鏽鋼圓柱，管狀不鏽鋼圓柱前後兩端分別設有進水端和出水端，管狀不鏽鋼圓柱內腔設有紫外線石英燈管。
3.如權利要求I所述的從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物裝置，其特徵在於所述吸附反應器正負電極為碳電極材料，工作電壓為I. 5V，處理水量為lt/d。
4.如權利要求I所述的從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物裝置，其特徵在於膜接觸反應器廢水入口端、出口端在反應器壁上連接，膜接觸反應器吸收液入口端、出口端與中空纖維膜絲兩端封頭部分連接。
5.從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物的方法，其特徵在於採用如權利要求I 4所述任一裝置，所述方法包括以下步驟 1)將電鍍含氰廢水送入光催化氧化反應器進水端，將光催化氧化反應器的出水端與電吸附反應器的進水端相連接； 2)電鍍含氰廢水經光催化氧化反應器分解其中難降解有機物，出水進入電吸附反應器； 3)電吸附反應器洗脫濃水進入濃水收集池，用硫酸將電吸附反應器濃水洗脫液的pH值調至2. 8，用水泵加壓進入膜接觸反應器廢水入口端，進入中空纖維膜絲外部通道，被去除氛化物後從I吳接觸反應器廢水出口〗而流出； 4)將氫氧化鈉作為吸收液經塑料泵加壓進入膜接觸反應器吸收液入口端，進入中孔纖維膜絲內部通道，吸收氰化物後從膜接觸反應器吸收液出口端流出； 5)吸收液循環使用至吸收能力飽和為止。
6.如權利要求5所述的從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物的方法，其特徵在於在步驟4)中，所述氫氧化鈉的濃度為0. 5mol/L。
全文摘要
一種從電鍍含氰廢水中回收利用氰化物的方法，涉及一種回收利用氰化物。將電鍍含氰廢水送入光催化氧化反應器進水端，將光催化氧化反應器的出水端與電吸附反應器的進水端相連接；電鍍含氰廢水經光催化氧化反應器分解其中難降解有機物，出水進入電吸附反應器；電吸附反應器洗脫濃水進入濃水收集池，用硫酸將電吸附反應器濃水洗脫液的pH值調至2.8，用水泵加壓進入膜接觸反應器廢水入口端，進入中空纖維膜絲外部通道，被去除氰化物後從膜接觸反應器廢水出口端流出；將氫氧化鈉作為吸收液經塑料泵加壓進入膜接觸反應器吸收液入口端，進入中孔纖維膜絲內部通道，吸收氰化物後從膜接觸反應器吸收液出口端流出；吸收液循環使用至吸收能力飽和為止。
文檔編號C02F9/06GK102701497SQ20121023327
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者周志強, 孔健 申請人:廈門溢盛環保科技有限公司