Visão geral do processo de rachadura de cianeto
O cianeto contendo águas residuais possui uma ampla gama de fontes e é gerado nos processos de produção de indústrias como eletroplicação, processamento mineral e engenharia química. O cianeto nessas águas residuais é uma substância altamente tóxica que, se descarregada diretamente sem tratamento, pode causar danos irreversíveis aos corpos d'água, solo e cadeia alimentar. O cianeto que entra nos corpos d'água pode causar envenenamento e morte de organismos aquáticos, interrompendo o equilíbrio da ecologia aquática; A infiltração no solo pode afetar a fertilidade do solo e a atividade microbiana, representando uma ameaça ao crescimento da colheita. Além disso, o cianeto contendo águas residuais também pode ser transmitido através da cadeia alimentar, em última análise, ameaçando a saúde e a segurança humana.
A importância da tecnologia de remoção de cianeto é evidente. É um meio -chave de tratar o cianeto contendo águas residuais, que pode converter o cianeto nas águas residuais em substâncias tóxicas inofensivas ou baixas, garantir que a qualidade da água atenda aos padrões nacionais de descarga e, assim, proteja o ambiente ecológico e a saúde humana.
O processo de desenvolvimento da tecnologia de quebra de cianeto é um processo contínuo de inovação e melhoria. Nos primeiros dias, as pessoas usavam principalmente métodos simples de precipitação química para tratar cianeto contendo águas residuais, mas o efeito do tratamento era limitado. Com o avanço da tecnologia, vários processos de remoção de cianeto eficientes, como oxidação química, biodegradação e adsorção física, surgiram gradualmente, que melhoraram significativamente a eficiência do tratamento, o custo e a proteção ambiental.
Métodos de processo de quebra de cianeto comuns
Método de oxidação química
Processo de cloração alcalina
O método de cloração alcalina é um processo de quebra de cianeto comumente usado, que utiliza gás ou hipoclorito de cloro como agente clorinado para oxidar e decompor o cianeto sob condições alcalinas. O processo de reação é dividido em dois estágios. Em primeiro lugar, o cianeto é oxidado para ciane e a reação é rápida neste estágio; Em seguida, oxidam ainda mais o sal de cianato em dióxido de carbono e gás nitrogênio. A principal fórmula de reação química é a seguinte:
Fase 1: cn−+clo−+h2O = cncl+2oh-cn^-+clo^-+h_2o = cncl+2oh^-cn−+clo−+h2o = cncll+2oh−, cncll+2oh− = cn−+cl-+h2CnCl+2oh^ H_2ocncl+2oh− = cno−+cl−+h2O ；
Fase 2: 2CNO -+3ClO -= 2CO2 ↑+N2 ↑+3ClO -2CNO ^ -+3CLO ^ -= 2CO2 ↑+N2 ↑+3cl ^ -2cnO -+3CLO -= 2CO2 ↑+n2 ↑+3clO −.
As vantagens desse método são processos maduros, operação simples, efeito estável do tratamento e a capacidade de reduzir efetivamente o teor de cianeto nas águas residuais. A desvantagem é que ela pode produzir cloro contendo subprodutos, o que pode causar poluição secundária ao meio ambiente, e o custo do tratamento é relativamente alto. É adequado para o tratamento do cianeto de baixa a média concentração contendo águas residuais e é amplamente utilizado em indústrias como eletroplinação e engenharia química.
Método de peróxido de hidrogênio
O princípio do método de peróxido de hidrogênio é que, sob a ação de um catalisador, o peróxido de hidrogênio se decompõe para produzir radicais hidroxila com fortes propriedades oxidantes, oxidando e decompando o cianeto. Os catalisadores comuns incluem sais de ferro, que podem acelerar a decomposição do peróxido de hidrogênio e melhorar a eficiência das reações de oxidação. As condições de reação geralmente requerem valores de pH adequados e faixas de temperatura, com os valores de pH tipicamente controlados entre 9-11 e temperaturas entre 20-30 ℃. Comparado com outros métodos de oxidação química, o método de peróxido de hidrogênio tem as vantagens de reação leve e nenhuma poluição secundária. O agente clorador usado no método de cloração alcalina pode produzir subprodutos de cloro, enquanto os produtos do método de peróxido de hidrogênio são principalmente água e oxigênio, que são mais ecológicos. No entanto, a capacidade de oxidação desse método é relativamente fraca, e seu efeito de tratamento no cianeto de alta concentração contendo águas residuais pode não ser tão bom quanto outros métodos.
Método de biodegradação
A biodegradação é o uso do metabolismo microbiano para dividir o cianeto em substâncias inofensivas. Sob condições ambientais adequadas, microorganismos específicos podem crescer e se reproduzir usando cianeto como fonte de carbono e nitrogênio, convertendo cianeto em dióxido de carbono, nitrogênio e água através de uma série de reações enzimáticas. Este método é adequado para o tratamento de cianeto contendo águas residuais com baixa concentração e boa biodegradabilidade, como águas residuais de certas plantas de processamento mineral e empresas químicas. Suas características do processo são baixo custo de processamento e simpatia ambiental, mas a eficiência do processamento é relativamente baixa e a velocidade de reação é lenta. Fatores como qualidade das águas residuais, temperatura e valor de pH têm um impacto significativo nos métodos de biodegradação. Se as águas residuais contiverem uma grande quantidade de metais pesados ou outras substâncias tóxicas e nocivas, inibirá o crescimento e o metabolismo dos microorganismos; Temperaturas baixas ou altas podem afetar a atividade dos microorganismos, e a faixa de temperatura geralmente adequada é de 20-35 ℃; O valor do pH deve ser controlado entre 6,5-8.5 para garantir o crescimento e o metabolismo normais dos microorganismos.
Método de adsorção física
O princípio do método de adsorção física é usar a estrutura porosa e a atividade superficial dos materiais de adsorção para adsorver o cianeto nas águas residuais em sua superfície. O carbono ativado é um material adsorvente comumente usado, com características, como grande área de superfície específica e forte capacidade de adsorção. Durante o processo de adsorção, as moléculas de cianeto são adsorvidas nos poros do carbono ativado através das forças de van der Waals, atração eletrostática e outros mecanismos. No processo de rachadura de cianeto, a adsorção física é geralmente usada como um método de pré-tratamento ou tratamento profundo. Passe o cianeto contendo águas residuais através de uma coluna de adsorção equipada com carbono ativado para remover o cianeto por adsorção. No entanto, esse método tem certas limitações, pois a capacidade de adsorção do carbono ativada é limitada e requer substituição ou regeneração regular; O efeito do tratamento do cianeto de alta concentração contendo águas residuais é ruim e, se o carbono ativado após a adsorção não for tratado corretamente, pode causar poluição secundária.
Método avançado de oxidação UV
O princípio do método de oxidação avançado ultravioleta é usar a energia da luz ultravioleta para excitar oxidantes para produzir radicais livres altamente oxidativos, como os radicais hidroxil, oxidando e decompondo rapidamente o cianeto. Este método tem vantagens técnicas, como forte capacidade de oxidação, velocidade rápida da reação e não seletividade, e pode tratar efetivamente vários difíceis de degradar cianeto contendo águas residuais. O equipamento de quebra de cianeto da Suzhou Yiqing Environmental Protection Technology Co., Ltd. adota a tecnologia avançada de oxidação ultravioleta e tem um bom desempenho no tratamento de cianeto de alta concentração contendo águas residuais. Este dispositivo usa uma fonte de luz ultravioleta especial e um sistema de dosagem oxidante para oxidar e decompor rapidamente o cianeto em águas residuais, garantindo que a qualidade do efluente atenda aos padrões de descarga. Seu design exclusivo e tecnologia avançada melhoraram a eficiência das reações de oxidação e os custos reduzidos de processamento. Comparado aos processos tradicionais de quebra de cianeto, esse equipamento tem as vantagens de bom efeito de tratamento, pegada pequena e alto grau de automação e é adequado para o tratamento de cianeto de alta concentração contendo águas residuais em indústrias como eletroplicação e mineração.
Pontos -chave do controle do processo de rachaduras de cianeto
Controle da condição da reação
Controle de pH
Diferentes processos de quebra de cianeto têm requisitos de pH variados. O método de cloração alcalina precisa ser realizado sob condições alcalinas, e o valor de pH geralmente é controlado em 10-11. Dentro dessa faixa, o agente clorador pode oxidar efetivamente o cianeto. Se o valor do pH for muito baixo, será produzido o gás de cloreto de cianeto tóxico, o que afetará o efeito e a segurança do tratamento; Se o valor do pH for muito alto, reduzirá a taxa de reação. O valor de pH adequado para o método de peróxido de hidrogênio é 9-11, que é propício à decomposição do peróxido de hidrogênio para produzir radicais hidroxila e melhorar a eficiência da oxidação. O método de biodegradação requer um valor de pH de 6,5-8.5 para manter a atividade microbiana. O ajuste do valor do pH pode ser alcançado adicionando ácido ou álcalis, como ácido sulfúrico, hidróxido de sódio, etc., e a dosagem precisa ser calculada com precisão com base no valor inicial do pH dos requisitos de águas residuais e de processo.
Controle de temperatura
A temperatura tem um impacto significativo na reação de quebra de cianeto. De um modo geral, um aumento na temperatura pode acelerar a taxa de reação, mas temperaturas excessivamente altas podem levar à decomposição de oxidantes ou inativação microbiana. A faixa de temperatura adequada para o método de cloração alcalina é 20-30 ℃. Se a temperatura estiver muito baixa, a taxa de reação desacelerará e, se for muito alta, o gás de cloro escapará, reduzindo o efeito do tratamento. O método de peróxido de hidrogênio tem um melhor efeito de reação em 20-30 ℃. A temperatura adequada para biodegradação é 20-35 ℃. Se a temperatura estiver muito baixa, o metabolismo microbiano será lento, embora, se for muito alto, danificará a estrutura celular dos microorganismos. A temperatura pode ser ajustada através de equipamentos de aquecimento ou resfriamento, como aquecimento a vapor, resfriamento de água fria, etc.
Controle da dosagem oxidante
A determinação da dose de oxidantes requer consideração abrangente da concentração de cianeto, processo de tratamento e objetivos de tratamento das águas residuais. Para o método de cloração alcalina, a dosagem teórica pode ser calculada de acordo com a fórmula de reação química com base no teor de cianeto nas águas residuais, e um excesso apropriado pode ser adicionado nessa base, geralmente em 10% a 20%. A dosagem do método de peróxido de hidrogênio precisa ser determinada por meio de experimentos com base nos requisitos de propriedades e tratamento das águas residuais. A dosagem insuficiente pode levar ao tratamento incompleto de cianeto, afetando a qualidade do efluente; A dose excessiva pode aumentar os custos de processamento e também pode resultar em poluição secundária. Portanto, é necessário controlar estritamente a quantidade de oxidante adicionada e uma adição precisa pode ser alcançada através de equipamentos como bombas de medição.
Controle de operação do equipamento
Controle do sistema de mistura
O sistema de agitação desempenha um papel crucial na reação de rachadura de cianeto. Pode misturar completamente as águas residuais com oxidantes, melhorar a velocidade da reação e a eficiência do tratamento. A velocidade de agitação deve ser ajustada de acordo com o processo de reação e o tipo de equipamento, geralmente controlado a 100-300 R/min. O tempo de agitação deve ser determinado de acordo com o progresso da reação para garantir que a reação prossiga completamente. Ao mesmo tempo, é necessário manter e gerenciar regularmente o sistema de mistura, verificar o status da operação do misturador, substituir as peças gastas em tempo hábil e garantir a operação normal do sistema de mistura.
Controle do sistema de monitoramento e controle de pH
O sistema de monitoramento e regulação do pH monitora o valor de pH das águas residuais em tempo real através dos sensores de pH e ajusta automaticamente a quantidade de ácido ou alcalino adicionado de acordo com o valor definido. A precisão e a estabilidade do sistema afetam diretamente a eficácia da reação de quebra de cianeto. Para garantir a precisão do sistema, é necessário calibrar regularmente o sensor de pH; Para garantir a estabilidade, é necessário verificar se as conexões de circuito e tubulação do sistema são normais. Se ocorrerem situações anormais, como flutuações excessivas de pH, sensores e equipamentos de dosagem devem ser verificados em tempo hábil para solucionar problemas.
Controle de potencial de redução de oxidação (ORP)
O potencial de redução de oxidação (ORP) reflete o estado de redução de oxidação das águas residuais e é de grande significado nos processos de trincas de cianeto. A faixa de controle ORP varia para diferentes processos. O método de cloração alcalina ORP é geralmente controlado a 600-700 mV, enquanto para o método de peróxido de hidrogênio é controlado a 400-500 mV. Ao monitorar o valor ORP, o progresso da reação pode ser determinado e o ponto final da reação pode ser controlado. Quando o valor do ORP atinge o intervalo definido, indica que a reação está basicamente completa e a adição de oxidante pode ser interrompida. Os sensores ORP podem ser usados para monitoramento em tempo real, e a quantidade de oxidante adicionada pode ser ajustada através de um sistema de controle automático para obter controle preciso da reação.
Estudo de caso e avaliação de efeitos da tecnologia de quebra de cianeto
Análise e análise de caso reais
Na indústria de eletroplatação, uma certa empresa usa o método de cloração alcalina para tratar as águas residuais contendo cianeto. O processo de tratamento é o seguinte: primeiro colete as águas residuais em um tanque regulador, ajuste o valor do pH para 10-11 e depois adicione hipoclorito de sódio para reação de oxidação, com um tempo de reação de cerca de 1-2 horas. Em termos de parâmetros operacionais, a quantidade de hipoclorito de sódio adicionada é determinada com base na concentração de cianeto nas águas residuais, com um excesso geral de 10% a 20%. Após o tratamento, a concentração de cianeto nas águas residuais diminuiu de 50 mg/L para menos de 0,5 mg/L, com uma taxa de avanço de cianeto de até 99%, e a qualidade do efluente atendeu aos padrões nacionais de alta. O investimento nesse processo é relativamente baixo e o custo operacional se deve principalmente ao custo de produtos químicos, resultando em benefícios econômicos significativos.
Na indústria de mineração, o cianeto contendo águas residuais de uma determinada planta de beneficiação é tratado usando o método de oxidação avançado ultravioleta. As águas residuais são primeiro pré-tratadas para remover grandes impurezas de partículas e depois entra no equipamento avançado de oxidação ultravioleta para reação de oxidação sob a ação da luz ultravioleta e oxidante, com um tempo de reação de cerca de 30 a 60 minutos. Em termos de parâmetros operacionais, a quantidade de oxidante adicionada é determinada com base nos requisitos de qualidade e tratamento das águas residuais. Após o tratamento, a concentração de cianeto no cianeto de alta concentração contendo águas residuais diminuiu de 200 mg/L abaixo de 1 mg/L, e o efeito do tratamento foi bom. Embora o investimento do equipamento seja relativamente alto, a eficiência do processamento é alta, a pegada é pequena e os benefícios econômicos a longo prazo são consideráveis.
Indicadores e métodos de desempenho
Os principais indicadores para avaliar a eficácia da tecnologia de quebra de cianeto incluem a taxa de quebra de cianeto e a qualidade do efluente. A taxa de quebra de cianeto refere -se à proporção de redução na concentração de cianeto nas águas residuais antes e após o tratamento. A fórmula de cálculo é: taxa de quebra de cianeto = (concentração de cianeto antes do tratamento - concentração de cianeto após tratamento)/concentração de cianeto antes do tratamento x 100%. A qualidade do efluente concentra -se principalmente se o conteúdo de poluentes como cianeto e metais pesados atende aos padrões de alta nacional ou local.
O método de avaliação adota principalmente métodos de análise química, como titulação e espectrofotometria, e testa regularmente as águas residuais antes e após o tratamento. Os critérios de avaliação são baseados em regulamentos ambientais e padrões do setor relevantes. De acordo com os resultados da avaliação, se a taxa de inovação de cianeto não atender às expectativas ou a qualidade do efluente não atender aos padrões, a otimização e o ajuste do processo podem ser realizados ajustando as condições de reação (como valor de pH, temperatura, dosagem oxidante etc.), otimizando os parâmetros do processo ou substituindo os processos de tratamento.
Tendências de desenvolvimento e perspectivas de tecnologia de cracking de cianeto
Direção de inovação tecnológica
A futura direção da inovação tecnológica do processo de quebra de cianeto se concentrará na pesquisa e desenvolvimento de novos oxidantes, integração e automação de processos. Na pesquisa e desenvolvimento de novos oxidantes, os cientistas estão comprometidos em encontrar alternativas mais eficientes e ecológicas para reduzir a poluição secundária causada pelos oxidantes tradicionais. Por exemplo, alguns novos compostos com fortes propriedades oxidantes e produtos de reação inofensiva estão sendo estudados e testados. A integração dos processos é a combinação orgânica de vários processos de quebra de cianeto, alavancando suas respectivas vantagens para melhorar a eficiência e a eficácia do tratamento. Por exemplo, integrando a oxidação química com a biodegradação, reduzindo primeiro a concentração de cianeto através da oxidação química e depois purificando ainda mais a qualidade da água através da biodegradação. Em termos de automação, sensores avançados e sistemas de controle são utilizados para alcançar o monitoramento em tempo real e o controle preciso das reações de rachadura de cianeto, reduzindo a interferência humana e melhorando a estabilidade e a confiabilidade do processamento. Essas inovações impulsionarão o desenvolvimento de processos de quebra de cianeto para maior eficiência, simpatia ambiental e inteligência.
Requisitos para proteção ambiental e desenvolvimento sustentável
O processo de quebra de cianeto é de grande importância na proteção ambiental e no desenvolvimento sustentável. Com padrões ambientais cada vez mais rigorosos, o processo de rachadura de cianeto deve ser continuamente melhorado para atender aos requisitos. Por um lado, é necessário reduzir as emissões de poluentes durante o processo de tratamento e evitar a poluição secundária. Por exemplo, usando oxidantes e processos mais limpos para reduzir a produção de cloro contendo subprodutos. Por outro lado, deve -se prestar atenção à reciclagem e reutilização de recursos. O cianeto contendo águas residuais pode conter elementos metálicos valiosos, que podem ser recuperados e reutilizados através de processos de remoção de cianeto para obter a máxima utilização de recursos. Além disso, a aplicação de processos ambientalmente amigáveis, como a biodegradação, será promovida ainda mais para reduzir o impacto no meio ambiente. O processo de quebra de cianeto não apenas atende aos requisitos ambientais, mas também atinge a utilização eficaz dos recursos, contribuindo para o desenvolvimento sustentável.
