CN111229802A - 一种含氰土壤无害化处理工艺及设备 - Google Patents

一种含氰土壤无害化处理工艺及设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111229802A
CN111229802A CN201811437858.9A CN201811437858A CN111229802A CN 111229802 A CN111229802 A CN 111229802A CN 201811437858 A CN201811437858 A CN 201811437858A CN 111229802 A CN111229802 A CN 111229802A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultraviolet
leaching
reactor
soil
stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811437858.9A
Other languages
English (en)
Inventor
曹井国
杨婷婷
曹晓乐
赵红艳
蔡毅
邱沙
陈志国
杨宗政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University of Science and Technology
Original Assignee
Tianjin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University of Science and Technology filed Critical Tianjin University of Science and Technology
Priority to CN201811437858.9A priority Critical patent/CN111229802A/zh
Publication of CN111229802A publication Critical patent/CN111229802A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/02—Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C02F2101/18—Cyanides

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

本发明公开一种含氰土壤无害化处理工艺及设备，所述含氰土壤无害化处理工艺按如下步骤依次进行：装柱阶段；淋洗阶段；臭氧氧化阶段；紫外辐照阶段；淋洗液循环阶段。所述设备主要包括：依次串联的淋洗柱、接触氧化反应器、紫外反应器、循环水槽、水泵、潜水泵、臭氧发生器、文丘里管。本发明的有益效果是：淋洗技术可有效浸取土壤中多种氰化物，且不引入新物质，不破坏土壤结构。臭氧‑紫外协同工艺能快速、有效的降解废水中的多种氰化物，包括铁(II、III)氰络合物，能有效解决土壤中复杂氰化物难处理的问题。

Description

一种含氰土壤无害化处理工艺及设备
技术领域
本发明涉及氰化物污染土壤修复领域，特别涉及一种含氰土壤无害化处理工艺及设备。
背景技术
氰化物指含有氰基的化合物，自然界中主要以无机和有机两种化合物存在，常见的无机氰化物有简单氰化物、络合氰化物、硫氰酸盐等；有机氰化物有乙腈、丙腈等腈类化合物。其中氰化氢是最常见的形态，具有苦杏仁的味道，剧毒，致死量为1mg/kg(体重)。由于氰根具有良好的络合、表面活性、活化性能，近年来氰化物在黄金冶炼、金属加工、电镀、有机化工等行业被广泛应用。被氰化物污染的土壤成为环境中的二次污染源，对地表环境、土地利用和地面水、地下水有长期的潜在危害。因此，迫切需要对氰化物污染的土壤进行修复技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种含氰土壤无害化处理工艺及设备。
一种含氰土壤无害化处理工艺，具体工艺按照如下阶段依次进行：
1)装柱阶段：将含氰土壤的粒径破碎为5～10mm左右，装于淋洗柱中；
2)淋洗阶段：淋洗液取自循环水槽，通过水泵向淋洗管内输送淋洗液，淋洗液从淋洗柱顶部滴加，控制淋洗强度为10～100L/(m2·h)。
3)臭氧氧化阶段：臭氧经由臭氧发生器产生，通过文丘里管与循环水混合，与淋洗柱出水一同从接触氧化反应器底部加入，臭氧投加量为理论投加量的10～20倍之间(质量比例)，在接触氧化反应器中氰化物与臭氧接触发生反应。
4)紫外辐照阶段：废水从接触氧化反应器顶部溢流进入紫外反应器，在紫外辐照下进一步分解水中氰化物。
5)淋洗液循环阶段：紫外反应器出水自流进入循环水槽，调节循环水的pH值在10～11之间，通过水泵输送淋洗液至含氰土壤顶部，在循环水槽中设有潜水泵，循环水经潜水泵循环输送至接触氧化反应器。
6)重复上述步骤2)～5)，直至土壤及循环水中的氰化物降低至无害化要求。
一种含氰土壤无害化处理工艺所用设备，其特征在于，所述设备主要包括：依次串联的淋洗柱、接触氧化反应器、紫外反应器、循环水槽、水泵、潜水泵、臭氧发生器、文丘里管；所述淋洗柱下端出水口与接触氧化反应器底部的进水口通过管路连接；所述接触氧化反应器中装有填料，上部的出水口与紫外反应器进水口通过管路连接；所述紫外反应器中设有紫外灯，紫外强度为9～230μw/cm2，紫外反应器的水力停留时间为1～2min，紫外反应器出水口与循环水池通过管路连接。
本发明的有益效果是：
1.采用碱性溶液作为淋洗剂，能有效浸取土壤中多种氰化物，并且不引入新的污染物质，使土壤保持原有性质。
2.采用臭氧-紫外协同工艺处理含氰废水的方法，能快速、有效的降解废水中的多种氰化物，包括易释放氰化物、铁(II、III)氰络合物和其他复杂氰化物，有效解决了复杂氰化物难降解、降解时间长的问题，使处理出水的总氰化物达到排放标准。
3.该工艺处理***结构简单，易操作，同时处理后的淋洗液进行循环利用，节约水资源。
附图说明
图1为本发明的一种含氰土壤无害化处理设备结构示意图。
《对附图中主要序号的说明》
1：淋洗柱 2：取样口 3：接触氧化反应器
4：紫外反应器 5：循环水槽 6：潜水泵
7：水泵 8：臭氧发生器 9：文丘里管
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的一种含氰土壤无害化处理设备连接示意图。
如图1所示，本发明提供一种含氰土壤无害化处理工艺，具体工艺按照如下阶段依次进行：
1)装柱阶段：将含氰土壤的粒径破碎为5～10mm左右，装于淋洗柱中；
2)淋洗阶段：淋洗液取自循环水槽，通过水泵向淋洗管内输送淋洗液，淋洗液从淋洗柱顶部滴加，控制淋洗强度为10～100L/(m2·h)。
3)臭氧氧化阶段：臭氧经由臭氧发生器产生，通过文丘里管与循环水混合，与淋洗柱出水一同从接触氧化反应器底部加入，臭氧投加量为理论投加量的10～20倍之间(质量比例)，在接触氧化反应器中氰化物与臭氧接触发生反应。
4)紫外辐照阶段：废水从接触氧化反应器顶部溢流进入紫外反应器，在紫外辐照下进一步分解水中氰化物。
5)淋洗液循环阶段：紫外反应器出水自流进入循环水槽，调节循环水的pH值在10～11之间，通过水泵输送淋洗液至含氰土壤顶部，在循环水槽中设有潜水泵，循环水经潜水泵循环输送至接触氧化反应器。
6)重复上述步骤2)～5)，直至土壤及循环水中的氰化物降低至无害化要求。
一种含氰土壤无害化处理工艺所用设备，其特征在于，所述设备主要包括：依次串联的淋洗柱、接触氧化反应器、紫外反应器、循环水槽、水泵、潜水泵、臭氧发生器、文丘里管；所述淋洗柱下端出水口与接触氧化反应器底部的进水口通过管路连接；所述接触氧化反应器中装有填料，上部的出水口与紫外反应器进水口通过管路连接；所述紫外反应器中设有紫外灯，紫外强度为9～230μw/cm2，紫外反应器的水力停留时间为1～2min，紫外反应器出水口与循环水池通过管路连接。
该含氰土壤无害化处理工艺，采用淋洗技术脱除土壤中氰化物、臭氧-紫外组合工艺降解废水中氰化物的方法，首先通过淋洗技术将土壤中的氰化物溶至淋洗液，再将含氰化物的淋洗液依次输送至接触氧化反应器和紫外反应器，氰化物与臭氧接触发生氧化反应，反应分为如下(1)和(2)所示的两个阶段，最终将氰化物分解为氮气和碳酸盐。
CN-+O3＝CNO-+O2 (1)
2CNO-+3O3+H2O＝N2+2HCO3 -+3O2 (2)
接触氧化反应器出水溢流至紫外反应器，臭氧在紫外的作用下分解产生羟基自由基·OH，而羟基自由基具有极强的氧化性，能降解性质稳定的金属氰络合物，反应过程如公式(3)和(4)所示。
O3+hv→·O+O2 (3)
·O+H2O→2·OH (4)
一种实施例为：在淋洗柱底部铺设一层无纺布，将平均粒径为5mm，氰化物浓度为68.95mg/kg的污染土壤装于淋洗柱中，在循环水槽中配置pH为10.5的淋洗液，通过水泵输送淋洗液，淋洗液从淋洗柱顶部滴加，控制淋洗强度为79L/(m2·h)，臭氧投加量为300mg/h，紫外强度为145μw/cm2，紫外反应器水力停留时间为1.17min，循环水流量为90L/h。
定期采集样品，检测废水中和土壤中氰化物浓度，淋洗过程中淋洗液和循环水中总氰化物、铁(II、III)氰络合物和易释放氰化物浓度变化如下表1所示。
表1：
Figure BSA0000174836320000041
从表1可以看出，在淋洗初期，淋洗液中总氰化物、铁(II、III)氰络合物和易释放氰化物浓度都快速下降，总氰化物浓度由14.78mg/L快速的下降至2mg/L左右，铁(II、III)氰络合物的浓度由11.03mg/L快速的下降至2mg/L左右，易释放氰化物的浓度由2.24mg/L快速下降至0.4mg/L左右，随着时间的延长，总氰化物、铁(II、III)氰络合物和易释放氰化物浓度下降缓慢，淋洗30h后，总氰化物浓度降至0.97mg/L，铁(II、III)氰络合物浓度降至0.74mg/L，易释放氰化物浓度降至0.15mg/L；经臭氧-紫外法处理后的循环水，其总氰化物、铁(II、III)氰络合物和易释放氰化物浓度始终保持在0.5mg/L以下，表明淋洗液能有效的浸取土壤中的总氰化物、铁(II、III)氰络合物和易释放氰化物，臭氧-紫外法能有效降解淋洗液中的总氰化物、铁(II、III)氰络合物和易释放氰化物。
处理前后土壤中氰化物浓度变化如下表2所示。
表2：
Figure BSA0000174836320000042
从表2可以看出，采用淋洗工艺处理污染土壤，总氰化物浓度由68.95mg/kg降低至6.7mg/kg，去除率为90％；铁(II、III)氰络合物浓度由51.83mg/kg降低至5.41mg/kg，去除率为89.6％；易释放氰化物浓度由10.06mg/kg降低至0.88mg/kg，去除率为91.2％；可见，淋洗技术能有效浸取污染土壤中的多种氰化物，包括铁(II、III)氰络合物。
处理前后土壤中金属元素的浓度变化如下表3所示。
表3：
Figure BSA0000174836320000051
由表3可知，淋洗技术处理含氰土壤前，土壤中存在Al、Fe、Mn、V、Pb、Li、Zn、Ni、Cu等元素，其中Al、Fe、Mn元素的浓度很高，Al元素浓度为22683mg/kg，Fe元素浓度为13698mg/kg，Mn元素浓度为470mg/kg；经淋洗技术处理后，土壤中Al、Fe等元素浓度均有所下降，其中Al元素浓度降低至12652mg/kg，去除率达到44％，Fe元素浓度降低至8182mg/kg，去除率为45％，Mn元素浓度降低至194.4mg/kg，去除率为58％。可见，淋洗技术不仅能浸取氰化物，还能浸出土壤中的Al、Fe、Mn等金属元素。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (2)

1.本发明公开一种含氰土壤无害化处理工艺及设备，其特征在于，工艺步骤如下：
1)装柱阶段：将含氰土壤的粒径破碎为5～10mm左右，装于淋洗柱中；
2)淋洗阶段：淋洗液取自循环水槽，通过水泵向淋洗管内输送淋洗液，淋洗液从土壤顶部滴加，控制淋洗强度为10～100L/(m2·h)；
3)臭氧氧化阶段：臭氧经由臭氧发生器产生，通过文丘里管与循环水混合，与淋洗柱出水一同从接触氧化反应器底部加入，臭氧投加量为理论投加量的10～20倍之间，在接触氧化反应器中氰化物与臭氧接触发生反应；
4)紫外辐照阶段：废水从接触氧化反应器顶部溢流进入紫外反应器，所述紫外反应器中设有紫外灯，紫外强度为9～230μw/cm2，紫外反应器的水力停留时间为1～2min，在紫外辐照下进一步分解水中氰化物；
5)淋洗液循环阶段：紫外反应器出水自流进入循环水槽，调节循环水的pH值在10～11之间，通过水泵输送淋洗液至淋洗柱顶部，在循环水槽中设有潜水泵，循环水经潜水泵循环输送至接触氧化反应器；
6)重复上述步骤2)～5)，直至土壤及循环水中的氰化物降低至无害化要求。
2.按照权利要求1中一种含氰土壤无害化处理工艺所用设备，其特征在于，所述设备主要包括：依次串联的淋洗柱、接触氧化反应器、紫外反应器、循环水槽、水泵、潜水泵、臭氧发生器、文丘里管；所述淋洗柱下端出水口与接触氧化反应器底部的进水口通过管路连接；所述接触氧化反应器中装有填料，上部的出水口与紫外反应器进水口通过管路连接；所述紫外反应器出水口与循环水池通过管路连接。
CN201811437858.9A 2018-11-28 2018-11-28 一种含氰土壤无害化处理工艺及设备 Pending CN111229802A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811437858.9A CN111229802A (zh) 2018-11-28 2018-11-28 一种含氰土壤无害化处理工艺及设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811437858.9A CN111229802A (zh) 2018-11-28 2018-11-28 一种含氰土壤无害化处理工艺及设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111229802A true CN111229802A (zh) 2020-06-05

Family

ID=70875745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811437858.9A Pending CN111229802A (zh) 2018-11-28 2018-11-28 一种含氰土壤无害化处理工艺及设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111229802A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103752598A (zh) * 2013-12-25 2014-04-30 天津生态城环保有限公司 一种淋洗联合氧化法修复重金属污染土壤的设备及方法
CN103785677A (zh) * 2014-01-26 2014-05-14 河北欧美环境工程有限公司 重金属污染土壤修复和淋洗液循环利用一体化装置及其方法
CN104230059A (zh) * 2014-09-27 2014-12-24 长春黄金研究院 一种含氰废水臭氧氧化综合处理方法
CN106673278A (zh) * 2016-05-25 2017-05-17 中国科学院城市环境研究所 一种石油化工含氰废水处理工艺及装置
CN108746175A (zh) * 2018-07-30 2018-11-06 天津华勘环保科技有限公司 堆浸-臭氧协同脱氰工艺及处理***
CN209222869U (zh) * 2018-11-28 2019-08-09 天津科技大学 一种含氰土壤无害化处理工艺设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103752598A (zh) * 2013-12-25 2014-04-30 天津生态城环保有限公司 一种淋洗联合氧化法修复重金属污染土壤的设备及方法
CN103785677A (zh) * 2014-01-26 2014-05-14 河北欧美环境工程有限公司 重金属污染土壤修复和淋洗液循环利用一体化装置及其方法
CN104230059A (zh) * 2014-09-27 2014-12-24 长春黄金研究院 一种含氰废水臭氧氧化综合处理方法
CN106673278A (zh) * 2016-05-25 2017-05-17 中国科学院城市环境研究所 一种石油化工含氰废水处理工艺及装置
CN108746175A (zh) * 2018-07-30 2018-11-06 天津华勘环保科技有限公司 堆浸-臭氧协同脱氰工艺及处理***
CN209222869U (zh) * 2018-11-28 2019-08-09 天津科技大学 一种含氰土壤无害化处理工艺设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kuyucak et al. Cyanide and removal options from effluents in gold mining and metallurgical processes
CN105347552B (zh) 一种含铜有机废水的预处理方法
CN103253834A (zh) 一种黄金工业尾矿库含氰废水深度处理方法
WO2011005531A4 (en) Biofilm remediation of metal containing wastewater
CN104291538A (zh) 一种氰化废渣淋溶液处理方法
CN103787530A (zh) 一种压裂返排液处理方法及***
US20150060365A1 (en) System for dynamic fluidized loading of a ligand upon carbon media and methods associated therewith
CN101786769A (zh) 一种油田污水处理工艺
CN104071953A (zh) 一种黄金矿山含氰废水处理方法
CN209222869U (zh) 一种含氰土壤无害化处理工艺设备
CN212954583U (zh) 修复六价铬污染地下水的***
Zhou et al. The role and fate of EDTA in ultrasound-enhanced zero-valent iron/air system
CN104961272A (zh) 一种黄金行业氰化尾矿浆处理方法
CN112028382A (zh) 一种重金属酸性废水处理***及处理方法
Usman et al. Optimization of soil aquifer treatment by chemical oxidation with hydrogen peroxide addition
CN105753178B (zh) 一种强化微生物原位修复氯代烃污染地下水的方法
CN104445842A (zh) 一种含氰废水综合回收处理方法
CN110540283A (zh) 一种强化去除水中磺胺甲噁唑的方法
CN111229802A (zh) 一种含氰土壤无害化处理工艺及设备
JP2002514498A (ja) 汚染物吸着およびフェントン反応による酸化
CN104909491A (zh) 一种黄金矿山含氰尾矿浆的处理方法
Xu et al. Factors influencing the photodegradation of N-nitrosodimethylamine in drinking water
CN111333170A (zh) 一种同步去除水中消毒副产物及微污染物的方法
CN103523964A (zh) 含氰尾矿浆o&r无害化处理工艺
TWI646057B (zh) 硝酸鹽氮水溶液之處理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination