Przegląd procesu pękania cyjanku
Cyanid zawierający ścieki ma szeroki zakres źródeł i jest generowany w procesach produkcyjnych branż, takich jak galwaniczne, przetwarzanie minerałów i inżynieria chemiczna. Cyjan w tych ściekach jest substancją wysoce toksyczną, która, jeśli jest zwolniona bezpośrednio bez obróbki, może powodować nieodwracalne uszkodzenie zbiorników wodnych, gleby i łańcucha pokarmowego. Cyjan wchodzący do zbiorników wodnych może powodować zatrucie i śmierć organizmów wodnych, zakłócając równowagę ekologii wodnej; Infiltracja do gleby może wpływać na płodność gleby i aktywność drobnoustrojów, stanowiąc zagrożenie dla wzrostu upraw. Ponadto cyjanek zawierający ścieki mogą być również przenoszone przez łańcuch pokarmowy, ostatecznie zagrażając zdrowiu i bezpieczeństwa ludzi.
Znaczenie technologii usuwania cyjanku jest oczywiste. Jest to kluczowy sposób oczyszczania cyjanku zawierającego ścieki, który może przekształcić cyjanku w ściekach w nieszkodliwe lub niskie substancje toksyczne, zapewnić, że jakość wody spełnia krajowe standardy rozładowania, a tym samym chronić środowisko ekologiczne i zdrowie ludzkie.
Proces rozwoju technologii łamania cyjanku jest ciągłym procesem innowacji i poprawy. Na początku ludzie stosowali głównie proste metody opadów chemicznych do leczenia cyjanku zawierającego ścieki, ale efekt oczyszczania był ograniczony. Wraz z postępem technologii stopniowo pojawiły się różne wydajne procesy usuwania cyjanków, takie jak utlenianie chemiczne, biodegradacja i adsorpcja fizyczna, które znacznie poprawiły wydajność leczenia, koszty i ochronę środowiska.
Wspólne metody procesu łamania cyjanków
Metoda utleniania chemicznego
Proces chlorowania alkalicznego
Metoda chlorowania alkalicznego jest powszechnie stosowanym procesem łamania cyjanku, który wykorzystuje gaz chloru lub podchlorynu jako środek chlorowy do utleniania i rozkładu cyjanku w warunkach alkalicznych. Proces reakcji jest podzielony na dwa etapy. Po pierwsze, cyjanek jest utleniony do cyjanianu, a reakcja jest szybka na tym etapie; Następnie dalej utlenij sól cyjaninianową do dwutlenku węgla i gazu azotowego. Główny wzór reakcji chemicznej jest następujący:
Faza 1: Cn-+Clo-+H2O = CNCL+2OH-CN^-+CLO^-+H_2O = CNCL+2OH^-CN-+CLO-+H2O = CNCL+2OH−, CNCL+2OH- = CNO-+ H_2ocncl+2OH - = CNO -+CL -+H2O ；
Faza 2: 2CNO -+3CLO -= 2CO2 ↑+N2 ↑+3CLO -2CNO ^ -+3CLO ^ -= 2CO2 ↑+N2 ↑+3cl ^ -2cNo -+3clo -= 2CO2 ↑+N2 ↑+3CLO -.
Zaletą tej metody są dojrzałe proces, proste działanie, stabilny efekt oczyszczania i zdolność do skutecznego zmniejszenia zawartości cyjanku w ściekach. Wadą jest to, że może wytwarzać chlor zawierający produkty uboczne, które mogą powodować wtórne zanieczyszczenie dla środowiska, a koszt leczenia jest stosunkowo wysoki. Jest odpowiedni do obróbki cyjanku zawierającego niskie i średnie stężenie zawierającego ścieki i jest szeroko stosowany w branżach takich jak galwaniczne i inżynieria chemiczna.
Metoda nadtlenku wodoru
Zasada metody nadtlenku wodoru polega na tym, że przy działaniu katalizatora rozkłada się nadtlenek wodoru w celu wytwarzania rodników hydroksylowych o silnych właściwościach utleniania, w ten sposób utleniając i rozkładając cyjanku. Wspólne katalizatory obejmują sole żelaza, które mogą przyspieszyć rozkład nadtlenku wodoru i poprawić wydajność reakcji utleniania. Warunki reakcji na ogół wymagają odpowiednich wartości pH i zakresów temperatury, z wartościami pH zwykle kontrolowanymi między 9-11 a temperaturami między 20-30 ℃. W porównaniu z innymi metodami utleniania chemicznego metoda nadtlenku wodoru ma zalety łagodnej reakcji i braku wtórnego zanieczyszczenia. Środek chlorowy stosowany w metodzie chlorowania alkalicznego może wytwarzać chlor zawierający produkty uboczne, podczas gdy produkty metody nadtlenku wodoru są głównie wodą i tlenem, które są bardziej przyjazne dla środowiska. Jednak zdolność utleniania tej metody jest stosunkowo słaba, a jej wpływ na oczyszczanie na cyjanku wysokiego stężenia zawierającego ścieki może nie być tak dobre jak inne metody.
Metoda biodegradacji
Biodegradacja to stosowanie metabolizmu drobnoustrojów do rozkładania cyjanku na nieszkodliwe substancje. W odpowiednich warunkach środowiskowych specyficzne mikroorganizmy mogą rosnąć i rozmnażać się przy użyciu cyjanku jako źródła węgla i azotu, przekształcając cyjanek w dwutlenek węgla, azot i wodę poprzez szereg reakcji enzymatycznych. Ta metoda jest odpowiednia do obróbki cyjanku zawierającego ścieki o niskim stężeniu i dobrej biodegradowalności, takich jak ścieki z niektórych zakładów przetwarzających minerały i przedsiębiorstwa chemiczne. Jego cechami procesu są niskie koszty przetwarzania i przyjazność dla środowiska, ale wydajność przetwarzania jest stosunkowo niska, a szybkość reakcji jest powolna. Czynniki takie jak jakość ścieków, temperatura i wartość pH mają znaczący wpływ na metody biodegradacji. Jeśli ścieki zawierają dużą ilość metali ciężkich lub innych toksycznych i szkodliwych substancji, zahamuje wzrost i metabolizm mikroorganizmów; Niskie lub wysokie temperatury mogą wpływać na aktywność mikroorganizmów, a ogólnie odpowiedni zakres temperatur wynosi 20-35 ℃; Wartość pH powinna być kontrolowana między 6,5-8,5, aby zapewnić normalny wzrost i metabolizm mikroorganizmów.
Metoda adsorpcji fizycznej
Zasada fizycznej metody adsorpcji jest zastosowanie porowatej struktury i aktywności powierzchni materiałów adsorpcyjnych do adsorbowania cyjanku w ściekach na ich powierzchni. Węgiel aktywowany jest powszechnie stosowanym materiałem adsorbentowym o właściwościach, takich jak duża powierzchnia właściwa i silna zdolność adsorpcji. Podczas procesu adsorpcji cząsteczki cyjanku są adsorbowane w porach węgla aktywnego przez siły van der Waalsa, przyciąganie elektrostatyczne i inne mechanizmy. W procesie pękania cyjanku adsorpcja fizyczna jest zwykle stosowana jako metoda wstępnego leczenia lub głębokiego leczenia. Przekaż cyjanku zawierającego ścieki przez kolumnę adsorpcyjną wyposażoną w węgiel aktywny w celu usunięcia cyjanku przez adsorpcję. Jednak metoda ta ma pewne ograniczenia, ponieważ zdolność adsorpcji węgla aktywnego jest ograniczona i wymaga regularnej wymiany lub regeneracji; Efekt oczyszczania cyjanku zawierającego wysokie stężenie zawierającego ścieki jest słaby, a jeśli węgiel aktywowany po adsorpcji nie jest odpowiednio poddany obróbce, może powodować zanieczyszczenie wtórne.
Zaawansowana metoda utleniania UV
Zasada zaawansowanego utleniania ultrafioletowego jest wykorzystanie energii światła ultrafioletowego do podniecenia utleniaczy do wytwarzania wysoce oksydacyjnych wolnych rodników, takich jak rodniki hydroksylowe, tym samym szybko utleniając i rozkładając cyjanku. Ta metoda ma zalety techniczne, takie jak silna zdolność utleniania, szybka prędkość reakcji i nie selektywność, i może skutecznie leczyć różne trudne do degradacji cyjanku zawierającego ścieki. Sprzęt do łamania cyjanku Suzhou Yiqing Environmental Protection Technology Co., Ltd. przyjmuje zaawansowaną technologię utleniania ultrafioletowego i dobrze sobie radzi w obróbce ścieków zawierających cyjanku o wysokim stężeniu. To urządzenie wykorzystuje specjalne źródło światła ultrafioletowego i system dawkowania utleniacza do szybkiego utleniania i rozkładu cyjanku w ściekach, zapewniając, że jakość ścieków spełnia standardy rozładowania. Jego unikalny projekt i zaawansowana technologia poprawiły wydajność reakcji utleniania i zmniejszyły koszty przetwarzania. W porównaniu z tradycyjnymi procesami łamania cyjanku, sprzęt ten ma zalety dobrego efektu oczyszczania, niewielkiego śladu i wysokiego stopnia automatyzacji i jest odpowiedni do oczyszczania ścieków cyjanku o wysokim stężeniu w branżach, takich jak galwaniczne i wydobycie.
Kluczowe punkty kontroli procesu pękania cyjanku
Kontrola stanu reakcji
kontrola pH
Różne procesy łamania cyjanku mają różne wymagania pH. Metoda chlorowania alkalicznego musi być przeprowadzana w warunkach alkalicznych, a wartość pH jest zwykle kontrolowana na 10-11. W tym zakresie środek chlorowy może skutecznie utleniać cyjanek. Jeżeli wartość pH jest zbyt niska, powstanie toksyczny cyjanku chlorku, co wpłynie na efekt leczenia i bezpieczeństwo; Jeśli wartość pH jest zbyt wysoka, zmniejszy szybkość reakcji. Odpowiednia wartość pH dla metody nadtlenku wodoru wynosi 9-11, co sprzyja rozkładowi nadtlenku wodoru w celu wytwarzania rodników hydroksylowych i poprawy wydajności utleniania. Metoda biodegradacji wymaga wartości pH 6,5-8,5 w celu utrzymania aktywności drobnoustrojów. Dostosowanie wartości pH można osiągnąć poprzez dodanie kwasu lub alkalicznego, takiego jak kwas siarkowy, wodorotlenek sodu itp., A dawkę należy dokładnie obliczyć na podstawie początkowej wartości pH wymagań ścieków i procesów.
Kontrola temperatury
Temperatura ma znaczący wpływ na reakcję cyjanku. Ogólnie rzecz biorąc, wzrost temperatury może przyspieszyć szybkość reakcji, ale nadmiernie wysokie temperatury mogą prowadzić do rozkładu utleniaczy lub inaktywacji drobnoustrojów. Odpowiedni zakres temperatury dla metody chlorowania alkalicznego wynosi 20-30 ℃. Jeśli temperatura jest zbyt niska, szybkość reakcji zwolni, a jeśli jest zbyt wysoka, gaz chloru ucieknie, zmniejszając efekt obróbki. Metoda nadtlenku wodoru ma lepszy efekt reakcji na 20-30 ℃. Odpowiednia temperatura dla biodegradacji wynosi 20-35 ℃. Jeśli temperatura jest zbyt niska, metabolizm drobnoustrojów będzie powolny, podczas gdy jeśli będzie zbyt wysoki, uszkodzi strukturę komórkową mikroorganizmów. Temperaturę można regulować za pomocą urządzeń ogrzewania lub chłodzenia, takich jak ogrzewanie pary, chłodzenie zimnej wody itp.
Kontrola dawkowania utleniacza
Określenie dawki utleniaczy wymaga kompleksowego rozważenia stężenia cyjanku, procesu oczyszczania i celów oczyszczania ścieków. W przypadku metody chlorowania alkalicznego dawkę teoretyczną można obliczyć zgodnie z wzorem reakcji chemicznej opartej na zawartości cyjanku w ściekach, a na tej podstawie można dodać odpowiedni nadmiar, ogólnie o 10–20%. Dawkowanie metody nadtlenku wodoru należy określić poprzez eksperymenty na podstawie właściwości i wymagań oczyszczania ścieków. Niewystarczająca dawka może prowadzić do niepełnego obróbki cyjanku, wpływając na jakość ścieków; Nadmierna dawka może zwiększyć koszty przetwarzania, a także może spowodować wtórne zanieczyszczenie. Dlatego konieczne jest ściśle kontrolowanie ilości dodanego utleniacza, a precyzyjne dodanie można osiągnąć za pomocą sprzętu, takich jak pompy pomiarowe.
Kontrola operacji sprzętu
Kontrola systemu mieszania
System mieszania odgrywa kluczową rolę w reakcji pękania cyjanku. Może w pełni mieszać ścieki z utleniaczami, poprawić szybkość reakcji i wydajność oczyszczania. Prędkość mieszania należy regulować zgodnie z procesem reakcji i rodzaju sprzętu, ogólnie kontrolowanego po 100-300 r/min. Czas mieszania należy określić zgodnie z postępem reakcji, aby zapewnić, że reakcja przejdzie w pełni. Jednocześnie konieczne jest regularne utrzymywanie i zarządzanie systemem miksowania, sprawdzenie stanu operacji miksera, wymiana zużytych części w odpowiednim czasie i zapewnienie normalnego działania systemu miksowania.
Monitorowanie pH i kontrola systemu sterowania
System monitorowania i regulacji pH monitoruje wartość pH ścieków w czasie rzeczywistym przez czujniki pH i automatycznie dostosowuje ilość kwasu lub alkalii dodanych zgodnie z wartością ustaloną. Dokładność i stabilność układu bezpośrednio wpływają na skuteczność reakcji cyjanku. Aby zapewnić dokładność systemu, konieczne jest regularne kalibracja czujnika pH; Aby zapewnić stabilność, konieczne jest sprawdzenie, czy połączenia obwodu i rurociągu systemu są normalne. Jeśli wystąpią nieprawidłowe sytuacje, takie jak nadmierne fluktuacje pH, czujniki i sprzęt dawkowania powinny być odpowiednio sprawdzane w celu rozwiązywania problemów.
Kontrola potencjału redukcji utleniania (ORP)
Potencjał ograniczania utleniania (ORP) odzwierciedla stan redukcji utleniania ścieków i ma ogromne znaczenie w procesach pękania cyjanku. Zakres sterowania ORP różni się dla różnych procesów. ORP dla metody chlorowania alkalicznego jest ogólnie kontrolowana przy 600-700 mV, podczas gdy dla metody nadtlenku wodoru jest kontrolowana przy 400-500 mV. Monitorując wartość ORP, postęp reakcji można określić, a punkt końcowy reakcji można kontrolować. Gdy wartość ORP osiągnie zakres zestawu, wskazuje, że reakcja jest zasadniczo kompletna, a dodanie utleniacza można zatrzymać. Czujniki ORP mogą być używane do monitorowania w czasie rzeczywistym, a ilość dodanego utleniacza można regulować za pomocą automatycznego systemu sterowania, aby osiągnąć precyzyjną kontrolę reakcji.
Studium przypadku i ocena efektu technologii łamania cyjanków
Rzeczywista analiza przypadków i analiza
W przemyśle galwanicznym pewne przedsiębiorstwo wykorzystuje metodę chlorowania alkalicznego do obróbki cyjanku zawierającego ścieki. Proces oczyszczania jest następujący: Najpierw zebraj ścieki do zbiornika regulacyjnego, dostosuj wartość pH do 10-11, a następnie dodaj podchloryn sodu do reakcji utleniania, z czasem reakcji około 1-2 godzin. Pod względem parametrów operacyjnych ilość dodanego podchlorynu sodu jest określana na podstawie stężenia cyjanku w ściekach, z ogólną nadmiarem 10% -20%. Po oczyszczaniu stężenie cyjanku w ściekach spadło z początkowej 50 mg/L do poniżej 0,5 mg/L, z szybkością przełomu cyjanku do 99%, a jakość ścieków spełniała krajowe standardy rozładowania. Inwestycja w ten sprzęt procesowy jest stosunkowo niski, a koszty operacyjne wynika głównie z kosztów chemikaliów, co powoduje znaczne korzyści ekonomiczne.
W branży wydobywczej cyjanku zawierającego ścieki z pewnej rośliny korzystania jest obróbki metodą zaawansowanego utleniania ultrafioletowego. Ścieki najpierw jest wstępnie traktowane w celu usunięcia dużych zanieczyszczeń cząstek, a następnie wchodzi do zaawansowanego urządzenia utleniania ultrafioletowego do reakcji utleniania pod działaniem światła i utleniacza ultrafioletowego, z czasem reakcji około 30-60 minut. Pod względem parametrów operacyjnych ilość dodanego utleniacza jest określana na podstawie jakości ścieków i wymagań oczyszczania. Po oczyszczaniu stężenie cyjanku w wysokim stężeniu cyjanku zawierającego ścieki spadło z 200 mg/L do poniżej 1 mg/L, a efekt oczyszczania był dobry. Chociaż inwestycja sprzętu jest stosunkowo wysoka, wydajność przetwarzania jest wysoka, ślad jest niewielki, a długoterminowe korzyści ekonomiczne są znaczne.
Wskaźniki wydajności i metody
Główne wskaźniki oceny skuteczności technologii łamania cyjanku obejmują szybkość łamania cyjanku i jakość ścieków. Szybkość pęknięcia cyjanku odnosi się do odsetka zmniejszenia stężenia cyjanku w ściekach przed i po oczyszczaniu. Wzór obliczeń wynosi: szybkość pękania cyjanku = (stężenie cyjanku przed leczeniem - stężenie cyjanku po leczeniu)/stężenie cyjanku przed leczeniem x 100%. Jakość ścieków koncentruje się głównie na tym, czy treść zanieczyszczeń, takich jak cyjanki i metale ciężkie, spełnia krajowe lub lokalne standardy rozładowania.
Metoda oceny przyjmuje głównie metody analizy chemicznej, takie jak miareczkowanie i spektrofotometria, i regularnie testuje ścieki przed i po oczyszczaniu. Kryteria oceny oparte są na odpowiednich przepisach środowiskowych i standardach branżowych. Zgodnie z wynikami oceny, jeśli szybkość przełomu cyjanku nie spełnia oczekiwań lub jakość ścieków nie spełnia standardów, optymalizację i regulację procesu można przeprowadzić poprzez dostosowanie warunków reakcji (takie jak wartość pH, temperatura, dawkowanie utleniacza itp.), Optymalizowanie parametrów procesu lub zastępowania procesów leczenia w celu poprawy efektu przełomowego cyjanidu i jakości spuszczenia.
Trendy rozwojowe i perspektywy technologii pękania cyjanku
Kierunek innowacji technologicznych
Przyszły kierunek innowacji technologicznych w procesie łamania cyjanku skupi się na badaniach i rozwoju nowych utleniaczy, integracji i automatyzacji procesów. W badaniach i rozwoju nowych utleniaczy naukowcy są zaangażowani w znalezienie bardziej wydajnych i przyjaznych dla środowiska alternatyw dla zmniejszenia wtórnego zanieczyszczenia spowodowanego przez tradycyjne utleniacze. Na przykład badane są i testowane są niektóre nowe związki o silnych właściwościach utleniania i nieszkodliwych produktach reakcyjnych. Integracja procesów to organiczna kombinacja wielu procesów łamania cyjanku, wykorzystując ich odpowiednie zalety w celu poprawy wydajności i skuteczności leczenia. Na przykład integracja utleniania chemicznego z biodegradacją, najpierw zmniejszając stężenie cyjanku poprzez utlenianie chemiczne, a następnie dalsze oczyszczanie jakości wody poprzez biodegradację. Jeśli chodzi o automatyzację, zaawansowane czujniki i systemy sterowania są wykorzystywane do osiągnięcia monitorowania w czasie rzeczywistym i precyzyjnej kontroli reakcji pękania cyjanku, zmniejszania zakłóceń człowieka i poprawy stabilności i niezawodności przetwarzania. Te innowacje będą dążyć do rozwoju procesów łamania cyjanków w kierunku wyższej wydajności, przyjazności dla środowiska i inteligencji.
Wymagania dotyczące ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju
Proces łamania cyjanku ma ogromne znaczenie dla ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju. Przy coraz bardziej surowych standardach środowiskowych proces pękania cyjanku musi być stale ulepszany, aby spełnić wymagania. Z jednej strony konieczne jest zmniejszenie emisji zanieczyszczeń podczas procesu leczenia i uniknięcie wtórnego zanieczyszczenia. Na przykład stosowanie czystszych utleniaczy i procesów w celu zmniejszenia produkcji chloru zawierających produkty uboczne. Z drugiej strony należy zwrócić uwagę na recykling i ponowne wykorzystanie zasobów. Cyanid zawierający ścieki mogą zawierać cenne elementy metalu, które można odzyskać i ponownie wykorzystywać poprzez procesy usuwania cyjanku, aby osiągnąć maksymalne wykorzystanie zasobów. Ponadto zastosowanie procesów przyjaznych dla środowiska, takich jak biodegradacja, będzie dalej promowane w celu zmniejszenia wpływu na środowisko. Proces łamania cyjanku spełnia nie tylko wymagania środowiskowe, ale także osiąga skuteczne wykorzystanie zasobów, przyczyniając się do zrównoważonego rozwoju.
