论文导读:：我们验证了二氧化氯对这些水质的处理效果。氧化氯对含氰废水的处理。最终达到对水体的破氰的处理要求。氧化氯对高COD废水的处理。氧化氯+催化剂工艺。
论文关键词：二氧化氯，含氰废水，破氰，COD，催化剂
随着人们对环境的日益重视，对于工业生产过程中产生的含氰废水和高COD废水等一些特殊水质的处理要求也越来越高，这些废水必须达到一定的标准后方可排放[1]。而这些水质的处理由于它们的处理难度，也一直是困扰污水处理工作者的难题。根据我公司的特点和多年来的水处理经验，对二氧化氯在特殊水质的处理方面进行了详尽的研究和效果验证。通过二氧化氯对含氰废水和高COD废水的处理实验，我们验证了二氧化氯对这些水质的处理效果。
下面二氧化氯对含氰废水和高COD废水的处理进行详细的说明。
1.二氧化氯对含氰废水的处理
1.1实验原理
通过二氧化氯氧化法对CN-进行处理。
二氧化氯是一种强氧化剂，与氯气相比，它具有氧化性更强，操作安全简便，受 pH值的影响较小的特点。氯气对氰化物的氧化通常只将CN- 氧化成毒性较小的氰酸盐（NaCNO），并要求很高的PH值，见反应式(1)含氰废水，而二氧化氯对氰化物的氧化却能将CN- 氧化成N2 和CO2 ，见反应式(2)，彻底消除氰化的的毒性[2]：
CN- +Cl2+2OH- == CNO- +2Cl- +H2O (1)
2CN- +2ClO2==2CO2↑ +N2↑ +2Cl- (2)
1.2实验对象
含氰废水样品由济南某化学品有限责任公司提供毕业论文范文。
1#废水水质指标：颜色：深褐色，pH=11.0，CN-=4064 mg/L；
2#废水水质指标：颜色：褐色，pH=10.0，CN-=792 mg/L。
1.3二氧化氯的制备及投加工艺
先将氯酸钠固体颗粒与水充分混合，然后加入某还原剂成分，配制成一定浓度的氯酸钠混合液，然后与一定浓度的硫酸进行反应，并且控制一定温度，通过负压曝气的投加工艺技术，将产生的纯二氧化氯投加到作用水体，经一二级吸收系统，常温下，反应时间30min，最终达到对水体的破氰的处理要求。
具体工艺流程如下图所示。
图1. 二氧化氯破氰工艺流程图
我们分别对1#、2#分别进行了不同二氧化氯浓度的投加实验，并对处理后的水样的pH值和CN-浓度进行了检测和分析。
检测方法：用五步碘量法测定二氧化氯投加含量，用吸光度-浓度曲线法测定CN-的浓度，用pH计测定水样的pH值。
具体数据见下表。
表1. 二氧化氯对1#水样的处理数据
|
实验样
|
pH值
|
CN-
mg/L
|
ClO2投加浓度mg/L
|
CN-去除率%
|
现象
|
|
原水
|
11
|
4064
|
10566（理论）
|
100（理论）
|
-
|
|
1#A
|
9.9
|
2898
|
2920
|
28.69
|
无现象
|
|
1#B
|
9.4
|
1729
|
4813
|
57.46
|
无现象
|
|
1#C
|
8.5
|
866
|
7189
|
78.69
|
无明显现象
|
|
1#D
|
3.22
|
510
|
9543
|
87.45
|
剧烈冒泡颜色变浅
|
|
1#E
|
3.29
|
366
|
12250
|
90.99
|
剧烈冒泡颜色变浅
|
|
1#F
|
1.01
|
276
|
18852
|
93.21
|
剧烈冒泡颜色变浅
|
表2. 二氧化氯对2#水样的处理数据
|
实验样
|
pH值
|
CN-
mg/L
|
ClO2投加浓度mg/L
|
CN-去除率%
|
现象
|
|
原水
|
10
|
792
|
2059（理论）
|
100（理论）
|
-
|
|
2#A
|
9.9
|
445
|
1108
|
43.81
|
无现象
|
|
2#B
|
9.8
|
384
|
1425
|
51.52
|
无现象
|
|
2#C
|
9.7
|
308
|
1726
|
61.11
|
无明显现象
|
|
2#D
|
6.6
|
219
|
1903
|
72.35
|
剧烈冒泡颜色变浅
|
|
2#E
|
4.5
|
158
|
2128
|
80.05
|
剧烈冒泡颜色变浅
|
|
2#F
|
3.0
|
39
|
3097
|
95.08
|
剧烈冒泡颜色变浅
|
1.4实验分析
由以上实验数据分析可知：
（1）在达到理论投加浓度下，二氧化氯对含氰废水的处理可以达到较好的处理效果，破氰率可以达到80%以上。
（2）由表1可知，在酸性条件下，二氧化氯对含氰废水的破氰有更好的处理效果含氰废水，反应比较剧烈，破氰率可以达到87%以上。
（3）由表1和表2比较可知，二氧化氯对含氰废水的破氰在达到一定的破氰率后，即使在提高二氧化氯投加浓度，破氰率也很难有较大突破。
2.二氧化氯对高COD废水的处理
2.1实验对象、方法及手段
（1）实验对象：废水：比重1.2，黏度3mPaS，沸点100℃，毒性无，水样COD值实测54590mg/L，pH值9.92。（该水样由浙江某化工厂提供）
（2）实验方法：五步碘量法、COD回流滴定法。
（3）实验器材： 在线红外仪、500mL全玻璃回流装置，加热装置(电炉)，25mL或50mL碱式滴定管，锥形瓶，移液管，容量瓶，pH测定仪，比色管，安全防护用品等（4）试剂：①重铬酸钾标准溶液(c1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L) ，②试亚铁灵指示液，③硫酸亚铁铵标准溶液[c(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/L]（使用前标定），④硫酸银溶液 ，⑤盐酸，二氧化氯溶液等。
2.2 实验内容
（1） 原废水在线红外分析
取原水约10mL于50mL试管中，在线红外分析含氰废水，经图谱分析有大量有机基团，如-CN、-OH、-NH2、-NH等。
（2）原水的COD（Cr）测定
a. 取5mL原水（淡黄色）于1000mL容量瓶中，稀释200倍。
b．取20mL稀释液于250mL圆底烧瓶中，加入0.4gHgSO4，加入10mL重铬酸钾（1/6重铬酸钾0.25mol/L），加入沸石，加入H2SO4-Ag2SO430mL，电热套加热回流2小时。
c. 停止加热，冷却，加入试铁灵3滴，用硫酸亚铁铵（0.1020mol/L）进行滴定，用17.11mL毕业论文范文。同时做空白实验，空白滴定用23.80mL。
d.计算：
COD（Cr）=（V0-V1）*C*8*1000/V*N（3）
=54590.4mg/L
注：V0：空白滴定体积（mL）；V1：试样滴定体积（mL）；C：硫酸亚铁铵浓度（mol/L）；V：所取试样体积（mL）；N：稀释倍数
（3）. COD去除实验
实验方案：a.二氧化氯工艺；b.二氧化氯+催化剂工艺；
a方案实验方法：先将废水加盐酸调节pH在一定数值，然后取100.0mL废水投加25.0mL不同浓度的二氧化氯溶液，让其进行氧化消解反应2h，然后测其COD值，比较二氧化氯投加浓度对处理效果的影响；将废水加盐酸调节pH在不同数值，然后取100.0mL投加25.0mL相同浓度的二氧化氯溶液，让其进行氧化消解反应2h，然后测其COD值，比较酸度环境对处理效果的影响。
表3.二氧化氯浓度对处理效果的影响
|
序号
|
废水
mL
|
废水COD
ppm
|
pH值
|
ClO2体积
mL
|
ClO2浓度
ppm
|
处理后COD/ppm
|
COD去除率%
|
|
1
|
100
|
54590.4
|
1.20
|
25.0
|
2956
|
50460.3
|
7.57
|
|
2
|
100
|
54590.4
|
1.22
|
25.0
|
3130
|
44852.1
|
17.84
|
|
3
|
100
|
54590.4
|
1.18
|
25.0
|
4716
|
40231.6
|
26.30
|
|
4
|
100
|
54590.4
|
1.19
|
25.0
|
6213
|
32001.9
|
41.38
|
|
5
|
100
|
54590.4
|
1.21
|
25.0
|
7519
|
30056.2
|
44.94
|
|
6
|
100
|
54590.4
|
1.19
|
25.0
|
9826
|
29635.4
|
45.71
|
表4. pH值对处理效果的影响
|
序号
|
废水
mL
|
废水COD
ppm
|
pH值
|
ClO2体积
mL
|
ClO2浓度
ppm
|
处理后COD/ppm
|
COD去除率%
|
|
1
|
100
|
54590.4
|
9.92
|
25.0
|
5216
|
53296.4
|
2.37
|
|
2
|
100
|
54590.4
|
7.81
|
25.0
|
5216
|
53000.3
|
2.91
|
|
3
|
100
|
54590.4
|
5.43
|
25.0
|
5216
|
50009.1
|
8.39
|
|
4
|
100
|
54590.4
|
3.69
|
25.0
|
5216
|
45230.8
|
17.15
|
|
5
|
100
|
54590.4
|
1.20
|
25.0
|
5216
|
35120.6
|
35.67
|
|
6
|
100
|
54590.4
|
0.87
|
25.0
|
5216
|
33002.9
|
39.54
|
b方案实验方法：先将废水调节pH在一定数值，然后取100.0mL废水投加25.0mL一定浓度的二氧化氯溶液，反应同时加入不同的催化剂，让其进行氧化消解反应2h含氰废水，然后过滤，测定COD值，通过和方案a数据对照，比较加入催化剂对处理效果的影响及不同催化剂的处理效果；
表5. 催化剂对处理效果的影响
|
序号
|
废水
mL
|
废水COD
ppm
|
pH值
|
ClO2体积
mL
|
ClO2浓度
ppm
|
催化剂
g (A/B)
|
处理后COD/ppm
|
COD去除率%
|
|
1
|
100
|
54590.4
|
1.20
|
25.0
|
5236
|
0
|
34960.6
|
35.96
|
|
2
|
100
|
54590.4
|
1.20
|
25.0
|
5236
|
0
|
35003.4
|
35.88
|
|
3
|
100
|
54590.4
|
1.20
|
25.0
|
5236
|
4A
|
25473.2
|
53.34
|
|
4
|
100
|
54590.4
|
1.20
|
25.0
|
5236
|
4A
|
24981.9
|
54.24
|
|
5
|
100
|
54590.4
|
1.20
|
25.0
|
5236
|
4B
|
20316.2
|
62.78
|
|
6
|
100
|
54590.4
|
1.20
|
25.0
|
5236
|
4B
|
19983.5
|
63.39
|
2.3实验结果分析
1. 色度分析：
通过测定处理后水样的色度指标得出，a、b两种实验方案，在投加一定量的二氧化氯溶液反应后，都能达到废水由淡黄色变为无色的要求。
2. COD测定结果分析：
1).实验方案a：
由表3实验数据分析可知，一定pH值下投加不同浓度的二氧化氯溶液，COD去除率随二氧化氯浓度的增大而提高，而且二氧化氯投加浓度达到7500ppm后，COD去除率的变化不大，维持在45%左右；由表4实验数据分析可知，在不同的pH值下投加相同浓度的二氧化氯溶液，COD去除率随着酸度的增大而提高，而且在酸性条件下，处理效果有明显改善，处理效果较好。
2）实验方案b：
由表5实验数据分析可知，在方案a的基础上加入不同的催化剂，COD去除效果有较大改善，去除率能达到53%以上，且活性炭类催化剂B的效果好于硅胶类催化剂A，同等二氧化氯投加浓度下，使用催化剂B的去除率较使用催化剂A时高10%左右。
3.结论
（1）采用纯二氧化氯对含氰废水进行破氰处理，在酸性条件下含氰废水，温度常温，二氧化氯投加量略高于含氰浓度的2.6倍，破氰率可达80%-95%，处理效果较好。
（2）采用纯二氧化氯对高COD废水进行处理，在酸性条件下，在不使用催化剂的情况，反应时间2h，二氧化氯对COD的去除效果一般，去除率在50%以下。
（3）在同等条件下添加催化剂，二氧化氯对COD的去除率可提高15%-25%，而且经实验验证，活性炭类催化剂B的效果明显好于硅胶类催化剂A，同等条件下，去除率可提高10%左右。
（4）二氧化氯对于像含氰废水和高COD废水等高难处理水质的处理，可以达到较好的处理效果，说明二氧化氯是处理该类特殊水质的一种较好的途径。
【参考文献】
[1]任小军，李彦锋，赵光辉，魏云霞.工业含氰废水处理研究进展[J].工业水处理，2009，29（8）：1-4.
[2]章艺，邵强，王永芳，傅士盛.ClO2及ClO2+Cl2对含氰废水的处理实验研究[J].二氧化氯研究与应用,第二届二氧化氯&水处理技术国际研讨会文集，260-267.
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