前言
含氰化合物的去除一直是工業(yè)水處理領域最具挑戰(zhàn)性的難題之一，傳統(tǒng)次氯酸鈉氧化工藝雖然技術成熟，但在環(huán)保要求日益嚴格的今天，其局限性日益凸顯，紫外高級氧化技術以其高效、環(huán)保、無二次污染等優(yōu)勢，正在成為含氰廢水處理的主流技術路線。
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)境中的存在對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構成嚴重威脅。其對水生生物具有極高的毒性，能夠通過食物鏈富集，最終對人體健康造成不可逆轉的傷害。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)境保護和公共衛(wèi)生領域的迫切需求。
根據(jù)DIN標準，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，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，其優(yōu)勢在于技術相對成熟、投資成本較低。然而，隨著環(huán)保標準的提高和可持續(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。氯與廢水中的有機成分（如表面活性劑或絡合物）反應生成的含氯化合物（AOX）含量往往超過允許限值。更為嚴重的是，在反應第一階段會生成催淚瓦斯性質(zhì)的氯化氰，反應終止時又會產(chǎn)生有毒的氯胺，這些物質(zhì)的存在對環(huán)境安全構成極大威脅。
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導致氯化反應過程過長甚至無法進行。實際操作中，次氯酸鈉的使用量通常達到化學計量消耗的4倍，因為次氯酸鹽會與氨繼續(xù)反應生成三氯胺，而三氯胺在污水中是嚴格禁止存在的。
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殘留大量不同種類的絡合物，從而顯著增加了硫化物沉淀裝置的運行成本?；谶@些因素，環(huán)境部相關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?高級氧化工藝。
三、UV/H2O2紫外線高級氧化技術原理
UV/H?O?高級氧化技術基于紫外光（UV）與過氧化氫（H?O?）的協(xié)同作用，產(chǎn)生具有極強氧化能力的羥基自由基（·OH），實現(xiàn)對氰化物的有效降解。
1. 羥基自由基的生成機制
過氧化氫在紫外光照射下發(fā)生光解反應，產(chǎn)生兩個羥基自由基：
H?O? + hν → 2·OH
羥基自由基具有極強的氧化性（氧化還原電位高達2.80V），能夠無選擇性地攻擊水中的有機和無機污染物，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較低的氰酸鹽（CNO?）。氰酸鹽的毒性遠低于氰化物（約低1000倍），且在水溶液中不穩(wěn)定，能夠通過以下反應進一步轉化：
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、氮氣或銨鹽，實現(xiàn)了氰化物的徹底解毒。
3. 金屬氰絡合物的破絡機制
對于工業(yè)廢水中常見的金屬氰絡合物，特別是可弱酸解離（WAD）的氰化物，如銅氰絡合物[Cu(CN)x]、鋅氰絡合物等，UV/H?O?技術展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。紫外光照對金屬-氰化物的激發(fā)在破絡過程中起到關鍵作用：
Me-CN + hν → (Me-CN)*
(Me-CN)* + H?O? → Me2? + CNO? + OH?
在激發(fā)態(tài)下，絡合物能夠迅速與過氧化氫反應，釋放出金屬離子和氰根離子，隨后氰根離子被·OH氧化。這一機制使得UV/H?O?技術不僅能氧化游離氰，還能有效破壞穩(wěn)定的絡合態(tài)氰化物結構。
四、工藝技術特點與優(yōu)勢
與傳統(tǒng)工藝相比，UV/H?O?高級氧化技術在含氰廢水處理方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢：
1. 高效徹底的氧化能力
UV/H2O2技術能夠處理各種形態(tài)的氰化物，包括最難降解的六氰合鐵絡合物。實際工程案例顯示，該技術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。對于同時含有氰化物和EDTA的復雜廢水，該技術能夠同時實現(xiàn)氰化物的降解和有機絡合物的破壞，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。反應在溫和的條件下進行，無有毒物質(zhì)揮發(fā)風險，符合綠色環(huán)保的發(fā)展理念。
3. 廣泛的pH適應性
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)風險，同時有利于·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，同時兼顧安全性要求。
4. 靈活的工藝配置
該技術可根據(jù)廢水特征進行靈活調(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)實現(xiàn)有效處理。
五、應用場景
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EDTA等有機絡合物被有效降解，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50000 mg/L，TOC高達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，同時硝基苯磺酸鹽等其他有機物也被破壞，后續(xù)金屬沉淀達到指定標準。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，其特點是含有較高濃度的游離氰化物和絡合態(tài)氰化物（如銅氰絡合物、鋅氰絡合物等），同時伴有多種重金屬離子和有機添加劑。UV/H2O2技術能夠同時實現(xiàn)氰化物的去除和重金屬絡合物的破壞，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，其氰化物濃度波動范圍大，且含有難降解的鐵氰絡合物以及硫氰酸鹽等伴生污染物。UV/H2O2技術對這類廢水顯示出良好的處理潛力，能夠有效應對成分復雜、波動性大的廢水特征。
六、經(jīng)濟性分析與技術展望
1. 經(jīng)濟性評估
與傳統(tǒng)次氯酸鈉氧化工藝相比，UV/H2O2技術的投資成本略高，但運行成本具有顯著優(yōu)勢。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，對于中高濃度含氰廢水，UV/H2O2技術的經(jīng)濟性優(yōu)勢更為明顯。
2. 技術發(fā)展趨勢
隨著UV光源效率的提升、H2O2利用率的優(yōu)化以及反應器設計的改進，UV/H2O2技術的經(jīng)濟性將進一步提升。同時，與其他技術的耦合應用（如生物處理、膜分離等）將拓展其應用范圍，為含氰廢水處理提供更加多元化的解決方案。
結語
含氰化合物的毒性去除是工業(yè)水處理領域的重要課題。UV/H2O2高級氧化技術以其高效、環(huán)保、無二次污染的技術優(yōu)勢，正在成為含氰廢水處理的主流技術路線。北京安力斯公司將繼續(xù)深耕這一技術領域，通過持續(xù)的技術創(chuàng)新和工程實踐，為客戶提供更加高效、經(jīng)濟、可靠的含氰廢水處理解決方案，為環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。
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