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含氰工业废水是一种具有毒性的废水,常见的含氰工业废水有煤气化工业废水、冶金工业废水及电镀工业废水。本文使用高级氧化法去除废水中的氰化物,选择近年来热门的常温常压下非均相催化氧化技术进行含氰废水处理研究,即通过固相催化剂在常温常压下提高氧化剂H2O2的利用效率,达到去除水中氰化物的目的。本文先通过对煤气化含氰废水处理工艺进行优化试验,发现氧化去除为氰化物去除的途径,若要提高氰化物的去除效率就需提高氧化剂的氧化效率。为提高氧化剂的氧化效率,选择制备了以活性炭及γ-Al2O3为载体,以CuO及Fe2O3为活性物质的固相催化剂。并通过SEM-EDX对其表面形态及元素负载量进行分析;通过吸附试验确立其吸附能力;通过氧化实验确立其在H2O2配合下催化氧化氰化物的能力;最终得到一种性能稳定、催化效率高的固相催化剂。 本文首先通过对煤气化含氰废水深度处理工艺进行了优化试验,探讨了在曝气-氧化沉淀-氧化-双膜处理各阶段污染物的变化趋势。试验结果表明,在曝气4小时、pH调节剂NKS-1100用量为1g/L、氧化沉淀剂NKS-1200用量为20mg/L、氧化剂NKS-1300用量为6g/L及双膜系统处理下,煤气化含氰废水能够很好的被处理,出水水质符合GB8978-1996排水标准。根据缓蚀及阻垢试验确定,在使用本厂循环水药剂时,经过工艺处理后的中水达到工业循环水用水标准。由各工艺阶段污染物的去除结果发现,氰化物的去除原因为氧化剂对氰化物的氧化,提高氧化阶段的效率是提高去除氰化物效率的重要途径。 由于煤气化废水中污染物较为复杂,会对氰化物的氧化结果造成干扰,故选择使用成分较为简单的金矿尾矿废水为研究对象。试验使用活性炭作为催化剂载体,选择硫酸铜、硝酸铜及硝酸铁溶液为浸渍液,活性炭通过超声浸渍法在金属盐溶液中浸渍,在马弗炉中以300℃煅烧得到催化剂。由氧化试验结果得出,在几种活性炭基催化剂中催化剂NKS-cn2的催化能力最强,NKS-cn2上铜元素负载量达到6.7%。使用Box-Behnken Design(BBD)对催化剂NKS-cn2配合H2O2氧化含氰废水进行试验设计,试验结果表明:处理含氰量为80ppm的金矿尾矿废水时,最优的处理条件为反应2h、pH=10、NKS-cn2为6g/L和H2O2为500ppm,此时的氰化物去除率达到99.80%。 在前一试验的基础上,引入等量超声浸渍方法代替超声浸渍法,使用γ-Al2O3代替活性炭作为载体,讨论这两个因素的改变对催化剂性能的提升。试验结果表明,使用等量浸渍制备的活性炭基催化剂具有更高的负载量,铜元素负载量由6.7%提高至12%,催化效率提升明显。使用γ-Al2O3制备的催化剂,可以承受更高的煅烧温度,更高的煅烧温度使得CuO与载体间的作用力增强,铜元素负载量达到16%,同时其脱附量降低,催化剂具有更好的重复利用率,多次试验后NKS-cna2上的铜元素稳定在13%左右,仍具有良好的催化效率。试验结果表明:使用NKS-cna2作催化剂,处理含氰量为110ppm的含氰废水时,最优的处理条件为1.5h、pH=12、NKS-cna2为6g/L和H2O2400为ppm,此时废水中的氰化物去除率达到99.90%。 最后,对含氰废水中水回用进行了可行性研究,试验结果表明在经过处理后的含氰废水完全可以作为工业循环水的补水使用,符合国家标准。