前言
含氰化合物的去除一直是工業(yè)水處理領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的難題之一，傳統(tǒng)次氯酸鈉氧化工藝雖然技術(shù)成熟，但在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天，其局限性日益凸顯，紫外高級(jí)氧化技術(shù)以其高效、環(huán)保、無二次污染等優(yōu)勢(shì)，正在成為含氰廢水處理的主流技術(shù)路線。
一、氰化物的危害與分類特性
氰化物作為一種劇毒物質(zhì)，在水環(huán)境中的存在對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。其對(duì)水生生物具有極高的毒性，能夠通過食物鏈富集，最終對(duì)人體健康造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。工業(yè)含氰廢水主要來源于電鍍、采礦（尤其是金礦開采）、冶金、化工合成等行業(yè)，其治理是環(huán)境保護(hù)和公共衛(wèi)生領(lǐng)域的迫切需求。
根據(jù)DIN標(biāo)準(zhǔn)，廢水中的氰化物可分為三類：第一類為自由氰化物（包括CN?），毒性最強(qiáng)，易揮發(fā)形成HCN；第二類為離解氰化物（CN?以及輕度至中度的配合物，如銅氰化物、鎳氰化物和銀氰化物）；第三類為總氰化物，包含所有氰化物，包括重度配合物如亞鐵氰化物和鈷氰化物。
二、傳統(tǒng)工藝的局限性分析
傳統(tǒng)的次氯酸鈉氧化工藝曾長期作為氰化物處理的主流技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于技術(shù)相對(duì)成熟、投資成本較低。然而，隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高和可持續(xù)發(fā)展理念的深入，該工藝的局限性愈發(fā)明顯：
首先是副產(chǎn)物問題突出。氯與廢水中的有機(jī)成分（如表面活性劑或絡(luò)合物）反應(yīng)生成的含氯化合物（AOX）含量往往超過允許限值。更為嚴(yán)重的是，在反應(yīng)第一階段會(huì)生成催淚瓦斯性質(zhì)的氯化氰，反應(yīng)終止時(shí)又會(huì)產(chǎn)生有毒的氯胺，這些物質(zhì)的存在對(duì)環(huán)境安全構(gòu)成極大威脅。
其次是處理效果受廢水成分影響顯著。廢水中存在的不同金屬元素會(huì)導(dǎo)致氯化反應(yīng)過程過長甚至無法進(jìn)行。實(shí)際操作中，次氯酸鈉的使用量通常達(dá)到化學(xué)計(jì)量消耗的4倍，因?yàn)榇温人猁}會(huì)與氨繼續(xù)反應(yīng)生成三氯胺，而三氯胺在污水中是嚴(yán)格禁止存在的。
第三是后續(xù)處理成本高昂。使用次氯酸鈉處理廢水后通常會(huì)殘留大量不同種類的絡(luò)合物，從而顯著增加了硫化物沉淀裝置的運(yùn)行成本?；谶@些因素，環(huán)境部相關(guān)部門已推薦在處理氰化物過程中，優(yōu)先使用更加環(huán)境友好的紫外線UV/H?O?高級(jí)氧化工藝。
三、UV/H2O2紫外線高級(jí)氧化技術(shù)原理
UV/H?O?高級(jí)氧化技術(shù)基于紫外光（UV）與過氧化氫（H?O?）的協(xié)同作用，產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化能力的羥基自由基（·OH），實(shí)現(xiàn)對(duì)氰化物的有效降解。
1. 羥基自由基的生成機(jī)制
過氧化氫在紫外光照射下發(fā)生光解反應(yīng)，產(chǎn)生兩個(gè)羥基自由基：
H?O? + hν → 2·OH
羥基自由基具有極強(qiáng)的氧化性（氧化還原電位高達(dá)2.80V），能夠無選擇性地攻擊水中的有機(jī)和無機(jī)污染物，將其徹底礦化為二氧化碳和水。
2. 氰化物的降解路徑
氰化物的氧化降解經(jīng)歷一個(gè)多步驟的連續(xù)過程：
CN? + ·OH → CNO? + H?
首先，羥基自由基攻擊氰根離子，將其氧化為毒性相對(duì)較低的氰酸鹽（CNO?）。氰酸鹽的毒性遠(yuǎn)低于氰化物（約低1000倍），且在水溶液中不穩(wěn)定，能夠通過以下反應(yīng)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化：
CNO? + 2H?O → CO2 + NH3 + OH?
或被繼續(xù)氧化：
2CNO? + 6·OH → 2CO? + N? + 3H?O
最終產(chǎn)物為無毒的二氧化碳、氮?dú)饣蜾@鹽，實(shí)現(xiàn)了氰化物的徹底解毒。
3. 金屬氰絡(luò)合物的破絡(luò)機(jī)制
對(duì)于工業(yè)廢水中常見的金屬氰絡(luò)合物，特別是可弱酸解離（WAD）的氰化物，如銅氰絡(luò)合物[Cu(CN)x]、鋅氰絡(luò)合物等，UV/H?O?技術(shù)展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。紫外光照對(duì)金屬-氰化物的激發(fā)在破絡(luò)過程中起到關(guān)鍵作用：
Me-CN + hν → (Me-CN)*
(Me-CN)* + H?O? → Me2? + CNO? + OH?
在激發(fā)態(tài)下，絡(luò)合物能夠迅速與過氧化氫反應(yīng)，釋放出金屬離子和氰根離子，隨后氰根離子被·OH氧化。這一機(jī)制使得UV/H?O?技術(shù)不僅能氧化游離氰，還能有效破壞穩(wěn)定的絡(luò)合態(tài)氰化物結(jié)構(gòu)。
四、工藝技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
與傳統(tǒng)工藝相比，UV/H?O?高級(jí)氧化技術(shù)在含氰廢水處理方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)：
1. 高效徹底的氧化能力
UV/H2O2技術(shù)能夠處理各種形態(tài)的氰化物，包括最難降解的六氰合鐵絡(luò)合物。實(shí)際工程案例顯示，該技術(shù)可將總氰化物濃度從1500 mg/L降至1 mg/L以下，處理效果顯著。對(duì)于同時(shí)含有氰化物和EDTA的復(fù)雜廢水，該技術(shù)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)氰化物的降解和有機(jī)絡(luò)合物的破壞，為后續(xù)金屬沉淀創(chuàng)造有利條件。
2. 環(huán)境友好的處理過程
整個(gè)氧化過程不產(chǎn)生AOX、氯胺等有害副產(chǎn)物，避免了傳統(tǒng)氯氧化工藝的二次污染問題。反應(yīng)在溫和的條件下進(jìn)行，無有毒物質(zhì)揮發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，符合綠色環(huán)保的發(fā)展理念。
3. 廣泛的pH適應(yīng)性
在pH 10-11的堿性條件下，氰化物主要以CN?形式存在，避免了HCN的揮發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)有利于·OH的有效生成。研究表明，pH控制在10-11范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的氧化效果，同時(shí)兼顧安全性要求。
4. 靈活的工藝配置
該技術(shù)可根據(jù)廢水特征進(jìn)行靈活調(diào)整，適用于不同濃度的含氰廢水處理。從地下水的低濃度處理（處理目標(biāo)50 μg/L）到工業(yè)廢水的中高濃度處理（550 mg/L），乃至分離液的極高濃度處理（總氰50000 mg/L），均能通過優(yōu)化工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)有效處理。
五、應(yīng)用場(chǎng)景
1.工業(yè)廢水氰化物降解
在工業(yè)廢水處理中，氰化物氧化通常是金屬沉降的前期步驟。某含氰化物和EDTA的工業(yè)廢水，其特征為：易離解氰化物550 mg/L，EDTA 230 mg/L，TOC 1320 mg/L。通過UV/H2O2處理，易離解氰化物濃度降至0.2 mg/L以下，同時(shí)EDTA等有機(jī)絡(luò)合物被有效降解，確保后續(xù)金屬沉淀能夠滿足金屬限值要求。
2. 分離溶液的氰化物去除
在表面處理技術(shù)中的分離溶液中通常使用氰化物去除不利金屬層，其總氰濃度可達(dá)50000 mg/L，TOC高達(dá)21000 mg/L。采用Enviolet紫外氧化工藝處理后，游離氰濃度小于0.2 mg/L，同時(shí)硝基苯磺酸鹽等其他有機(jī)物也被破壞，后續(xù)金屬沉淀達(dá)到指定標(biāo)準(zhǔn)。此外，溶液的色度得到有效去除，透明度顯著提升。
3. 電鍍行業(yè)廢水處理
電鍍廢水是含氰廢水的主要來源，其特點(diǎn)是含有較高濃度的游離氰化物和絡(luò)合態(tài)氰化物（如銅氰絡(luò)合物、鋅氰絡(luò)合物等），同時(shí)伴有多種重金屬離子和有機(jī)添加劑。UV/H2O2技術(shù)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)氰化物的去除和重金屬絡(luò)合物的破壞，為電鍍廢水的一體化處理提供了高效解決方案。
4. 礦冶行業(yè)廢水處理
金礦濕法冶煉和鋼鐵焦化等過程產(chǎn)生的含氰廢水，其氰化物濃度波動(dòng)范圍大，且含有難降解的鐵氰絡(luò)合物以及硫氰酸鹽等伴生污染物。UV/H2O2技術(shù)對(duì)這類廢水顯示出良好的處理潛力，能夠有效應(yīng)對(duì)成分復(fù)雜、波動(dòng)性大的廢水特征。
六、經(jīng)濟(jì)性分析與技術(shù)展望
1. 經(jīng)濟(jì)性評(píng)估
與傳統(tǒng)次氯酸鈉氧化工藝相比，UV/H2O2技術(shù)的投資成本略高，但運(yùn)行成本具有顯著優(yōu)勢(shì)。由于不需要處理AOX等副產(chǎn)物，后續(xù)處理成本大幅降低。綜合生命周期成本分析顯示，對(duì)于中高濃度含氰廢水，UV/H2O2技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)更為明顯。
2. 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
隨著UV光源效率的提升、H2O2利用率的優(yōu)化以及反應(yīng)器設(shè)計(jì)的改進(jìn)，UV/H2O2技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性將進(jìn)一步提升。同時(shí)，與其他技術(shù)的耦合應(yīng)用（如生物處理、膜分離等）將拓展其應(yīng)用范圍，為含氰廢水處理提供更加多元化的解決方案。
結(jié)語
含氰化合物的毒性去除是工業(yè)水處理領(lǐng)域的重要課題。UV/H2O2高級(jí)氧化技術(shù)以其高效、環(huán)保、無二次污染的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，正在成為含氰廢水處理的主流技術(shù)路線。北京安力斯公司將繼續(xù)深耕這一技術(shù)領(lǐng)域，通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和工程實(shí)踐，為客戶提供更加高效、經(jīng)濟(jì)、可靠的含氰廢水處理解決方案，為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
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