某染料公司主要生產(chǎn)經(jīng)營分散染料、溶劑染料及染料中間體，生產(chǎn)過程中需要添加氰化鈉來提高染料性能，從而不可避免地會產(chǎn)生一定量的含氰化物的印染廢水。目前，該印染廢水采用硫代硫酸鹽法進行處理，氰化物得不到有效回收，且消耗大量的硫代硫酸鈉藥劑，處理成本較高。3R-O凈化回收技術為長春黃金研究院有限公司自主研發(fā)，以四維負壓先吹脫后沉淀為核心技術，以四維負壓氫氰酸吹脫裝置為核心設備，在礦業(yè)極高濃度含氰廢水治理領域取得良好成效，并實現(xiàn)工程化應用。3R-O凈化回收技術于2015年成功入選國土資源部第四批礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用先進適用技術推廣目錄，在電鍍、冶煉、化纖、煤氣生產(chǎn)等相關環(huán)境保護和資源綜合利用領域具有廣闊的推廣應用前景。

　　長春黃金研究院有限公司環(huán)境保護研究所(下稱“黃金研究院環(huán)保所”)對化工行業(yè)染料生產(chǎn)工藝特點及某染料公司印染廢水處理實際情況進行了充分調研，組織成立技術攻關團隊進行實地考察，并深入探討了3R-O凈化回收技術在化工行業(yè)應用的相關問題。黃金研究院環(huán)保所立足于企業(yè)開展設計，充分利用現(xiàn)有裝備，提出氰化物回收、亞硫酸鹽回收、廢酸再利用的技術方案，采用3R-O凈化回收技術處理該印染廢水，解決廢水處理的同時，節(jié)省投資，降低運行成本。3R-O凈化回收技術首次應用于印染廢水的處理，氰化物去除率高，自動化程度高，工藝簡單，操作安全。

　　1、試驗部分

　　1.1 儀器及藥劑

　　UV-1700紫外分光光度計;5B-1型COD快速測定儀;DELTA320pH計;AA6300原子吸收分光光度計;IC1000離子色譜儀;化學滴定裝置;3R-O小型反應器;DA5001型空氣壓縮機。

　　實驗室用分析純濃硫酸、氧化鈣和NaOH。

　　1.2 廢水性質

　　取某染料公司產(chǎn)生的印染廢水進行化學成分分析，結果見表1。

　　由表1可知，該印染廢水中氰化物、COD、氨氮及重金屬銅質量濃度都很高，其中總氰化合物質量濃度高達7520mg/L，易釋放氰化物質量濃度達7182mg/L，廢水中氰化物有95%以上以易釋放氰化物形態(tài)存在。氰化物具有回收再利用的價值，且適合采用3R-O凈化回收技術進行回收。

　　1.3 試驗方法

　　3R-O凈化回收試驗主要是在酸性條件下，采用長春黃金研究院有限公司自主研發(fā)的四維負壓吹脫反應裝置進行吹脫，產(chǎn)生的高濃度氰化氫氣體閉路循環(huán)吸收，生成的氰化鈉溶液返回該染料公司前段生產(chǎn)工藝流程中繼續(xù)使用，處理后廢水中的總氰化合物質量濃度較低，中和至pH值8.0左右，進入后續(xù)深度處理工序。

　　2、結果與討論影響

　　3R-O凈化回收效率的因素主要有pH、氣液比、反應時間，試驗主要對這3個因素進行考察，得出最佳條件。

　　2.1 濃硫酸用量

　　3R-O凈化回收試驗一般在酸性條件下進行，試驗考察了不同濃硫酸投加量與剩余氰化物質量濃度的關系，結果見圖1。

　　由圖1可知，濃硫酸用量為60mL/L時，廢水中剩余氰化物質量濃度較低，pH值約為2，符合3R-O凈化回收反應的要求。綜合考慮，確定濃硫酸用量為60mL/L。

　　印染廢水中含有溴、有機胺等物質，加入濃硫酸時，會有白色煙霧產(chǎn)生，濃硫酸的消耗量較大;產(chǎn)生的煙霧利用氫氧化鈉溶液吸收，因此也會消耗大量的氫氧化鈉溶液。

　　2.2 氣液比

　　試驗分別考察了氣液比為100∶1、200∶1、300∶1時，處理后廢水中剩余氰化物質量濃度變化，結果見圖2。

　　由圖2可知：隨著氣液比的增大，廢水中剩余氰化物質量濃度逐漸降低。當氣液比為200∶1時，反應后廢水中剩余總氰化合物質量濃度為209.5mg/L，取得了較好的酸化吹脫處理效果;繼續(xù)增加氣液比，剩余總氰化合物質量濃度變化不大。綜合考慮實際運行處理效果及運行成本，確定氣液比為200∶1。

　　2.3 反應時間

　　試驗分別考察了反應時間為1h、2h、3h和4h時，處理后廢水中剩余氰化物質量濃度變化，結果見圖3。

　　由圖3可知：反應時間為1h和2h時，均不能將廢水中剩余總氰化合物質量濃度降至100mg/L以下;反應時間延長至3h時，剩余總氰化合物質量濃度可降至100mg/L以下;反應時間延長至4h時，剩余總氰化合物質量濃度可降至50mg/L以下。根據(jù)試驗結果并結合工程經(jīng)驗，確定3R-O凈化回收反應時間為4h。

　　通過以上條件試驗，最終確定3R-O凈化回收試驗的最佳條件為濃硫酸60mL/L(pH值為2)、氣液比200∶1、反應時間4h。

　　2.4 綜合驗證試驗

　　根據(jù)試驗確定的最佳條件參數(shù)進行綜合驗證試驗，結果見表2。

　　由表2可知，綜合驗證試驗重復效果較好，處理后的廢水中總氰化合物質量濃度低于50mg/L，氰化物去除率高于97.5%;氰化物回收率可達到99.1%。

　　2.5 中和試驗

　　利用氧化鈣作為中和劑，對3R-O凈化回收反應后的酸化液進行中和，調節(jié)pH值至8.5，對產(chǎn)生的酸化液、中和液，以及酸化渣(產(chǎn)量7.87g/L)、中和渣(產(chǎn)量15.60g/L)進行化學成分分析，結果分別見表3、表4。

　　由表3可知，中和液中總氰化合物質量濃度與酸化液基本一致。由表4可知：酸化渣中Cu質量分數(shù)為1.69%，回收難度大，因此3R-O凈化回收處理后無需過濾，直接進行中和處理。中和渣中主要成分為Ca、SO2-4等，基本無回收利用價值。

　　2.6 沉降試驗

　　中和過程中加入大量的氧化鈣，需要再次進行過濾。為考察中和渣的沉降性能，進行了中和渣沉降試驗，沉降效果見圖4。

　　由圖4可知，沉降反應5min，沉降率即可達90%，中和渣沉降效果較好。

　　2.7 經(jīng)濟效益分析

　　本文僅對試驗條件進行了考察，成本分析中僅對藥劑成本進行分析計算。藥劑價格大部分為企業(yè)提供，部分為市場調研，成本計算結果見表5。

　　由表5可知，3R-O凈化回收試驗的藥劑成本為82.77元/m3。

　　3R-O凈化回收試驗氰化鈉回收量為13.95kg/m3，其市場價格為9.00元/kg，產(chǎn)生的效益為125.55元/m3。不計人工和電費等其他成本，3R-O凈化回收技術處理印染廢水獲得的利潤為42.78元/m3，具有較好的經(jīng)濟效益。

　　3、結論

　　1)3R-O凈化回收試驗最佳條件為濃硫酸用量60mL/L、氣液比200∶1、反應時間4h。

　　2)3R-O凈化回收技術成功應用于某印染廢水中極高質量濃度氰化物的回收利用，處理后的廢水中總氰化合物質量濃度低于50mg/L，氰化物去除率高于97.5%;氰化物回收率達99.1%。

　　3)3R-O凈化回收技術處理某印染廢水的藥劑成本為82.77元/m3，回收氰化物產(chǎn)生的效益為125.55元/m3。不計人工和電費等其他成本，3R-O凈化回收技術處理印染廢水產(chǎn)生的利潤為42.78元/m3，經(jīng)濟效益十分顯著。(來源：長春黃金研究院有限公司)