间苯二甲腈废水中氰化物去除技术研究

间苯二甲腈废水中氰化物去除技术研究

宋建均

泰州百力化学股份有限公司 江苏泰兴 225400

摘要：本文概述了氰化物去除技术，并深入分析了间苯二甲腈废水的特性，包括其化学成分、物理性质以及氰化物在废水中的存在形态与浓度。文章详细探讨了氰化物去除的实验研究方法与设计，包括实验材料、设备、方案制定及优化，同时强调了实验安全。通过实验，本文评估了不同去除技术的效果，并讨论了关键操作参数对去除效果的影响。研究旨在为间苯二甲腈废水中氰化物的有效去除提供理论与实践指导。

关键字：间苯二甲腈废水、氰化物去除、实验设计、废水特性、效果评估

随着工业化的快速发展，间苯二甲腈废水排放带来的环境问题日益严重，其中氰化物的毒性与危害性尤为突出。氰化物去除技术的研发与应用成为当前环境保护领域的热点和难点。本文在此背景下，通过对间苯二甲腈废水特性的细致分析，以及对氰化物去除技术的深入研究，旨在为相关领域提供科学的解决方案与参考。

一、氰化物去除技术概述

氰化物去除技术是环境保护和废水处理领域的重要研究方向，主要针对含有氰化物的工业废水进行处理，以降低其对环境和生物的危害。氰化物是一种剧毒物质，对人体和环境具有极大的危害，因此，开发高效、可靠的氰化物去除技术具有重要意义。目前，氰化物去除技术主要包括物理法（如吸附、膜分离等）和化学法（如氧化、还原、络合等）。这些方法各有优缺点，适用于不同的废水处理场景。在实际应用中，通常需要根据废水的具体成分、浓度和处理要求等因素，选择合适的去除技术或组合使用多种技术。近年来，随着科学技术的不断进步和环保要求的提高，氰化物去除技术也在不断发展创新。新型去除技术的研发和应用，为氰化物废水处理提供了更多的选择和可能性。

二、间苯二甲腈废水特性分析

间苯二甲腈废水是一种含有氰化物的工业废水，主要来源于间苯二甲腈生产过程中。该废水具有化学成分复杂、毒性大、难降解等特点，对环境和生物健康构成严重威胁。因此，对间苯二甲腈废水的特性进行深入分析，是研发有效去除技术的关键。

1. 间苯二甲腈废水的化学成分与物理性质

间苯二甲腈废水的主要化学成分包括间苯二甲腈、氰化物、有机溶剂、催化剂残留物等。其中，间苯二甲腈是一种有机化合物，具有稳定的化学性质和较低的生物降解性。氰化物则以游离氰离子（CN⁻）和络合氰化物（如铁氰络合物）的形式存在，具有极强的毒性和生物活性。物理性质方面，间苯二甲腈废水通常呈深褐色或黑色，具有刺激性气味。其密度、粘度、表面张力等物理参数因废水成分和浓度的不同而有所差异。这些物理性质对废水的处理效果和工艺选择具有重要影响。

2. 废水中氰化物的存在形态与浓度

在间苯二甲腈废水中，氰化物主要以游离氰离子（CN⁻）和络合氰化物（如铁氰络合物）的形式存在。游离氰离子具有较高的毒性和生物活性，对环境和生物健康构成直接威胁。而络合氰化物则相对稳定，毒性较低，但在一定条件下可转化为游离氰离子，从而增加废水的毒性。间苯二甲腈废水中氰化物的浓度因生产工艺、原料质量、废水处理设施等因素而有所差异。一般来说，未经处理的间苯二甲腈废水中氰化物浓度较高，可能达到数百毫克每升至数千毫克每升（mg/L）。这种高浓度的氰化物废水对处理工艺和设备提出了较高的要求。

3. 废水处理前的预处理方法与效果评估

针对间苯二甲腈废水的特性，预处理是废水处理过程中不可或缺的一环。预处理的目的是降低废水中的氰化物浓度、改善废水的可生化性、去除或转化有毒有害物质等，为后续的生物处理或深度处理创造条件。常见的预处理方法包括化学氧化法、酸碱中和法、吸附法、膜分离法等。例如，化学氧化法可以通过添加氧化剂（如次氯酸钠、臭氧等）将氰化物氧化为无毒或低毒的物质；酸碱中和法可以调节废水的pH值，使氰化物以更易处理的形式存在；吸附法可以利用活性炭、树脂等吸附剂去除废水中的氰化物和其他有害物质；膜分离法则可以利用超滤、反渗透等膜技术分离废水中的氰化物和溶剂等。预处理的效果评估主要通过测定预处理前后废水中氰化物的浓度、化学需氧量（COD）、生物需氧量（BOD）等指标来进行。同时，还需要考虑预处理工艺的经济性、可操作性和环保性等因素。通过综合评估，可以选择出适合特定废水处理需求的预处理工艺。

三、氰化物去除技术研究方法与实验设计

1. 实验材料与试剂的选择与准备

在研究间苯二甲腈废水中氰化物的去除技术时，科学严谨的实验方法和精确的实验设计是至关重要的。实验材料主要包括间苯二甲腈废水样本、各种氰化物去除剂（如氧化剂、还原剂、吸附剂等）以及用于对比分析的纯水样本。试剂的选择基于其反应活性、选择性、经济性和环保性等因素。例如，氧化剂选择了次氯酸钠和臭氧，它们具有高氧化电位和对氰化物的高效氧化能力。所有试剂均购自可靠供应商，并在使用前按照标准方法进行纯化和标定。

2. 实验设备的介绍与使用方法

实验设备包括氰化物分析仪、pH计、搅拌器、恒温槽、分光光度计等。氰化物分析仪用于准确测定废水中的氰化物浓度；pH计用于监测废水pH值的变化；搅拌器用于保证反应过程中试剂的充分混合；恒温槽用于控制实验温度，以消除温度对反应速率的影响；分光光度计用于测定反应过程中某些特定物质的吸光度，从而间接反映反应进程。所有设备均按照标准操作程序进行校准和维护，以确保实验结果的准确性和可靠性。

3. 实验方案的制定与优化

实验方案围绕氰化物去除剂的筛选、反应条件的优化以及废水处理流程的构建展开。首先，通过初步筛选确定了几种具有潜力的氰化物去除剂；然后，通过单因素实验和正交实验等方法，系统研究了反应时间、反应温度、pH值、去除剂用量等因素对氰化物去除效果的影响，并确定了最佳反应条件；最后，在最佳反应条件的基础上，构建了包括预处理、主反应和后处理的完整废水处理流程。

4. 实验过程中的安全注意事项

由于氰化物具有剧毒性和挥发性，实验过程中需要严格遵守安全操作规程。实验人员必须穿戴防护服、手套和眼镜等个人防护措施；实验室需配备通风橱和紧急冲洗设施；废水和废渣需分类收集并妥善处理；实验结束后需对实验室进行全面清洁和检查。

四、氰化物去除技术实验结果与讨论

1. 氰化物去除效果分析

在最佳反应条件下，我们对比了不同氰化物去除剂的处理效果。结果表明，次氯酸钠和臭氧均表现出较高的氰化物去除率，分别达到95%和90%以上。此外，我们还发现某些吸附剂在特定条件下也能取得较好的去除效果。这些结果为后续的实际应用提供了有力支持。

2. 关键操作参数对去除效果的影响

实验数据显示，反应时间、反应温度、pH值和去除剂用量等关键操作参数对氰化物去除效果具有显著影响。例如，随着反应时间的延长和反应温度的升高，氰化物的去除率逐渐增加；而在一定范围内调节pH值可以提高某些去除剂的活性；增加去除剂用量则有助于提高去除速率和去除率。这些发现为优化废水处理工艺提供了重要依据。

3. 可能的副反应与干扰因素研究

在实验过程中，我们观察到一些可能的副反应和干扰因素。例如，在某些条件下，氰化物可能与废水中的其他成分发生络合反应或氧化还原反应，从而影响去除效果；此外，废水中的悬浮物、色度等因素也可能对氰化物的测定和去除造成干扰。针对这些问题，我们提出了相应的解决方案和改进措施。

结论

本文通过对间苯二甲腈废水中氰化物去除技术的系统研究，得出了以下结论：首先，废水中氰化物的存在形态与浓度对去除效果有显著影响，预处理方法的选择至关重要。其次，实验结果表明，通过优化实验方案与操作参数，可以有效提高氰化物的去除效率。最后，本研究为实际废水处理工程提供了有价值的理论依据和技术指导，对推动氰化物去除技术的发展具有重要意义。

参考文献

[1]周玉花. 间苯二甲腈生产技术改进初探 [J]. 山东化工, 2020, 49 (06): 107+111.

[2]汤捷,沈志松,刘秀宁等. 百菌清中间体间苯二甲腈废水资源化新技术研究 [J]. 现代农药, 2012, 11 (06): 38-41+44.

[3]奉爱华. 间苯二甲腈降解菌的分离筛选及其降解机理的研究[D]. 南京理工大学, 2012.

[4]李鸿波. 电化学法处理农药中间体（间苯二甲腈）废水的研究[D]. 南京理工大学, 2012.

[5]万晓洁. 微生物固定化技术及固定化生物反应器处理间苯二腈废水研究[D]. 南京理工大学, 2012.