申请日2008.09.26
公开(公告)日2009.02.11
IPC分类号C02F9/08; C02F1/78; C02F101/18; C02F1/30; C02F1/58
摘要
一种电离辐射结合臭氧氧化去除废水中氰化物的方法，涉及一种利用电离辐射技术(如γ射线或电子束)结合臭氧氧化去除废水中简单和络合氰化物的方法，属于核技术应用与环境保护技术领域。目前对于低浓度的含氰废水，采用的碱性氯氧化法、臭氧氧化法、H2O2氧化法等虽然都可以氧化简单氰化物，但是不能有效破坏络合氰化物。本发明采用电离辐射与臭氧的联合使用，产生了氧化能力更强、选择性更低的羟基自由基·OH，其氧化还原电位(E0=2.8V)比臭氧(E0=2.07V)高出35%，反应速率是臭氧的100～1000倍。不但降低了单独电离辐射处理所需的辐射剂量，而且能氧化分解碱性氯氧化法、臭氧氧化法、H2O2氧化法等难以降解的络合氰化物。
权利要求书
1.一种电离辐射结合臭氧氧化去除废水中简单氰化物的方法，其特征在于，该方法包括 如下工艺步骤：
1)将待处理废水的pH值调节至碱性，由耐腐蚀泵送入臭氧反应器;
2)O3气体由臭氧发生器产生，O3气体经过微孔扩散板进入臭氧反应器;并与待处理 的废水混合均匀;
3)溶解O3气体的废水以水膜或喷射方式通过γ放射源附近或电子加速器的扫描靶窗， 完成电离辐射;
4)辐照净化后的废水被排除，残余的O3气体被破坏或回用。
2.根据权利要求1所述的一种电离辐射结合臭氧氧化去除废水中简单氰化物的方法，其 特征在于：γ射线由放射性核素60Co或137Cs衰变产生。
3.根据权利要求1所述的一种电离辐射结合臭氧氧化去除废水中简单氰化物的方法，其 特征在于：电子束由电子加速器提供。
4.一种电离辐射结合臭氧氧化去除废水中络合氰化物的方法，其特征在于，该方法包括 如下工艺步骤：
1)将待处理废水的pH值调节至酸性，由耐腐蚀泵送入臭氧反应器;
2)O3气体由臭氧发生器产生，O3气体经过微孔扩散板进入臭氧反应器;并与待处理 的废水混合均匀;
3)溶解O3气体的废水以水膜或喷射方式通过γ放射源附近或电子加速器的扫描靶窗， 完成电离辐射;
4)辐照净化后的废水被排除，残余的O3气体被破坏或回用。
5.根据权利要求4所述的一种电离辐射结合臭氧氧化去除废水中络合氰化物的方法，其 特征在于：γ射线由放射性核素60Co或137Cs衰变产生。
6.根据权利要求4所述的一种电离辐射结合臭氧氧化去除废水中络合氰化物的方法，其 特征在于：电子束由电子加速器提供。
说明书
一种电离辐射结合臭氧氧化去除废水中氰化物的方法
技术领域
本发明属于核技术应用与环境保护领域，特别涉及利用电离辐射技术(如γ射线或电子 束)结合臭氧氧化去除废水中氰化物的方法。
背景技术
含氰废水来源广泛，例如冶金、化工、电镀、炼焦、农药、化肥、煤气、炼油、丙烯腈 等工艺排放的各种废水。氰化物是分子结构中含有氰基(—C≡N)的化学物质的总称。根据 与氰基连接的元素或基团是有机物还是无机物，把氰化物分成有机氰化物和无机氰化物两大 类。前者称为腈，后者常简称为氰化物。按照性质与组成，氰化物又分为简单氰化物和络合 氰化物。简单氰化物的分子结构简单，例如氢氰酸、碱金属、碱土金属的氰化物。它们在水 溶液中能够完全解离成HCN、CN-两种形式，HCN与CN-的比例取决于水溶液的pH值。CN- 与过渡元素的离子反应，或在有氧化剂存在的条件下与过渡元素反应，生成重金属氰化物。 当CN-的量足够时，则形成重金属的络合氰化物。氰化物的形态不同，处理的方法和效果也 存在差异。
目前，对于低浓度的含氰废水一般采用破坏性的处理方法。碱性氯氧化法的缺点是容易 产生剧毒的氯化氰气体(CNCl)，造成二次污染。SO2—空气氧化法和H2O2氧化法的氧化能 力较弱，需要铜离子(Cu2+)作为催化剂。臭氧(O3)氧化法的电耗大、成本昂贵。虽然碱 性氯氧化法、臭氧氧化法、H2O2氧化法都可以氧化简单氰化物，产物为CNO-(不完全氧化) 或CO2、N2(完全氧化)，但是这些氧化剂都不能有效破坏络合氰化物。
电离辐射是消除氰化物污染的有效方法之一。它是利用γ射线(主要是60Co或137Cs放 射性核素衰变产生)或加速器产生的电子束对废水进行辐照，激发或电离水分子产生大量的 羟基自由基(·OH)、水合电子(eaq -)、氢原子(·H)等活性物质。在pH约等于7时，介质水的辐 射化学反应一般表述如下：
上式括号[]内是相应粒子的产额(G值)，表示每吸收100eV的沉积能产生或破坏的该种 粒子的数目。其中，羟基自由基·OH(E0=2.8V)、水合电子(E0=-2.8V)和氢原子H·(E0= —2.1V)分别是极具氧化、还原活性的自由基，这些活性物质可引发一系列的链式反应以去 除废水中的有机或无机污染物。与化学氧化相比，电离辐射的降解效率高、反应速度快、不 产生二次污染。
发明内容
本发明针对上述现有技术处理低浓度的含氰废水所存在的问题和缺陷，提出了一种电离 辐射结合臭氧氧化去除废水中简单氰化物和络合氰化物的方法，使其既能降低单独电离辐射 处理所需的辐射剂量，又能氧化分解臭氧等难以降解的络合氰化物，从而产生独特的“协同 效应”。
本发明的技术方案之一如下：
一种电离辐射结合臭氧氧化去除废水中简单氰化物的方法，其特征在于该方法包括如下 工艺步骤：
1)将待处理废水的pH值调节至碱性，由耐腐蚀泵送入臭氧反应器;
2)O3气体由臭氧发生器产生，O3气体经过微孔扩散板进入臭氧反应器;并与待处理 的废水混合均匀;
3)溶解O3气体的废水以水膜或喷射方式通过γ放射源附近或电子加速器的扫描靶窗， 完成电离辐射;
4)辐照净化后的废水被排除，残余的O3气体被破坏或回用。
本发明的技术方案之二是：
一种电离辐射结合臭氧氧化去除废水中络合氰化物的方法，其特征在于该方法包括如下 工艺步骤：
1)将待处理废水的pH值调节至酸性，由耐腐蚀泵送入臭氧反应器;
2)O3气体由臭氧发生器产生，O3气体经过微孔扩散板进入臭氧反应器;并与待处理 的废水混合均匀;
3)溶解O3气体的废水以水膜或喷射方式通过γ放射源附近或电子加速器的扫描靶窗， 完成电离辐射;
4)辐照净化后的废水被排除，残余的O3气体被破坏或回用。
在上述两种技术方案中，γ射线由放射性核素60Co或137Cs衰变产生，电子束由能量小于 10Mev的电子加速器提供。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：
本发明提供的一种电离辐射与臭氧氧化联合使用去除废水中简单和络合氰化物的方法， 产生了氧化能力更强、选择性更低的羟基自由基·OH，其氧化还原电位(E0=2.8V)比臭氧 (E0=2.07V)高出35%，反应速率是臭氧的100～1000倍。不但降低了单独电离辐射处理所 需的辐射剂量，而且能氧化分解碱性氯氧化法、臭氧氧化法、H2O2氧化法等难以降解的络合 氰化物，具有降解效率高、反应速度快、不产生二次污染等优点,，电离辐射与臭氧氧化联合， 产生独特的“协同效应”，其效果远非简单的相加。