与其他氰化物去除技术有关的臭氧化

 

       废水中的氰化物由于具有毒性作用而成为重要的问题，通常以氰化氢，阴离子和各种氰化物配合物的形式存在。气相或水相中的游离氰化物离子（包括氰化物阴离子和氰化氢）是 很剧毒的形式（Dash等，2009）。由于氰化物与臭氧的强烈反应性和氰化物的完全消除而不会产生不希望的副产物，因此各种来源的氰化物臭氧化前景广阔。氰化物臭氧化的主要产物是氰酸盐，可通过水解或臭氧化过程进一步降解，但是反应速度比氰化物的氧化速度慢（Mert等人，2014）。相比之下，臭氧分解产生的˙OH氧化氰化物的方法是通过以下两种途径生产危害较小的中间体CNO [Eq.（82）和Eqs.（83-85）]（Gurol and Bremen 1985a）。尽管氰化氢与臭氧的反应性较弱，但它很容易被˙OH介导的反应降解[Eqs（86–87）]。

表6总结了通过催化和非催化臭氧化技术减少氰化物的研究活动。

 

1.非催化臭氧氧化法去除氰化物

 

       含氰化物废水的非催化臭氧氧化通常用于碱性溶液中，其中的臭氧氧化能力可通过OH-离子增强。含有CN-的合成碱性溶液在逆流鼓泡塔中进行了臭氧处理，并特别强调了特定的臭氧剂量要求（Barriga-Ordonez等，2006）。氧化效率主要取决于特定的臭氧剂量，在1.2 mol O3 / mol CN-的特定臭氧剂量下，氧化效率为90％。是氰化物臭氧化的 很低特定臭氧要求。 Gurol和Bremen（1985a）也报告了臭氧与氰化物的显着比例。相比之下，Zeevalkink等（1980）和Carrillo-Pedroza等人（2000年）揭示了氰化物臭氧反应的化学计量比等于1。差异可能是由于存在其他臭氧反应性化合物以及在进行实验的不同溶液pH值下引起的。

 

       在含氰化物的工业废水中，通常以金属离子络合物形式存在的氰化物的臭氧化机理要比游离氰化物的臭氧化机理复杂。开展了一项机制研究，以描述在完全混合的臭氧接触器中游离和络合铜的氰化物的降解（Kumar和Bose 2005）。作者提出，由于与羟基自由基的相互作用，氰化铜配合物可能会破裂。（88），没有适当的证据支持氰化铜配合物与臭氧分子的初始反应。还证实了在相同条件下，铜络合物氰化物的总降解速率比游离氰化物的总降解速率慢，这是因为络合物的分解消耗了臭氧分解产生的额外的OH。产生的以亚铜形式存在的铜被氧化成铜形式，随后在高达12.8的pH值下沉淀为Cu（OH）2。但是，这与Gurol等人的结果相矛盾（1985b），在其中氰化铜的降解速率比游离氰化物提高的速率是由于游离Cu（I）/ Cu（II）在pH值高达11.5时对臭氧分解的催化活性。

 

2.与其他氰化物去除技术有关的臭氧化

 

       臭氧氧化与生物处理工艺的结合在降解有毒和生物惰性废水方面引起了广泛的关注，因为可以通过臭氧处理提高废水的生物降解性。将臭氧反应与生物曝气滤池（BAF）结合使用来处理含氰化物的电镀废水（Cui等人2014）。尽管作者发现增加m（O3）：m（CN-）有助于降低废水中CN-的浓度（几乎完全去除），但非催化臭氧化仍然存在问题，因为要达到 很佳pH条件需要使用大量的NaOH 。针对这一障碍，提出了与BAF相关的臭氧氧化（BAF1-O3-BAF2）来减少氰化物，在相对中等的反应条件下去除了99.7％的CN-，81.7％的化学需氧量（COD）。

 

       催化剂辅助臭氧化的应用也可用于在中性条件下实现理想的氰化物去除效果。包括O3，O3 / UV和O3 / UV / H2O2的氧化过程用于处理珠宝制造废水中的氰化物（Mert等人2014）。结果表明，在pH值为12时，O3去除的氰化物总量达到86％，而即使在pH值低于10时，O3 / UV / H2O2去除的氰化物总量也显着增加到99％。汽车工业废水和合成废水（Mudliar等2009）。已开发出116.8×103 mg / l H2O2和5.0 mg / l O3的优化负载量，将CN浓度从250 mg / l降至0.02 mg / l以下。结果还表明，由于工业废水中大量的Fe2 +（212.84±13.8 mg / l）残留物，汽车工业废水中的CN-破坏比合成废水中的更有效，这可能会加速均质溶液中的臭氧氧化。椰子壳（CAC）合成的活性炭用于增强臭氧对氰化物的去除作用（Sánchez-Castillo等人2015）。在 很佳反应条件下，使用1 g CAC和2 mg O3 / min，在3 h后完全消除了1200 mg / ml氰化物。重要的是，基于结果清楚地发现，在CN-氧化为CNO-之前，CN-浓度主要降低至CAC表面上的吸附平衡条件。原因是CAC表面的基本典型位点（包括醌和吡喃酮）可能会被臭氧氧化，从而产生带正电的位点。在这种情况下，可以通过静电吸附来扩展CN吸附的离子交换类型。

 

       总之，主要通过氧转移反应发生的臭氧反应可以有效地消除游离氰化物离子。由˙OH驱动的解络反应将是减少络合氰化物的前提步骤。然而，在强碱性溶液中产生的金属离子对氰化物臭氧化的促进作用仍然不清楚。