□ 淵祥慧 崔洪強 淵祥志

實驗室是從事大量檢驗檢測活動的場所，對各種參數(shù)的檢測過程中不可避免要用到相應的標準溶液，往往在我們得到檢測結果的同時，也就產(chǎn)生一定量的廢棄溶液，這種溶液也就是我們通常稱的實驗室廢液。這種溶液往往因為其含量和產(chǎn)量較低，而被一些小型實驗室忽視。無毒害廢液可以直接排放，但有毒的一定要進行處理，并且處理指標必須絕對達標后才能進行下一步處理，直至達到排放標準。本文綜述了氰化物的危害和多種氧化劑除氰反應原理，并對堿性氯化法中各種氧化劑除氰進行了綜合比較，表明化學法中次氯酸根氧化法具有原料簡單易得，設備易于安裝，操作方便，運行安全可靠，廢液的轉化率較高，運行費用低等優(yōu)點，是目前小型實驗室處理含氰廢液的理想試劑。本文通過反復實驗，采用分階段調(diào)節(jié)pH值的方式，解決了次氯酸鈉處理氰化物廢液效率不高且容易產(chǎn)生次生危害的問題。

一、除氰試劑的比較與選擇

我們目前處置大規(guī)模的含氰污水時較多采用二氧化氯處理，因為其有效氯含量最高，完全氧化100g氰根離子，只需0.312g二氧化氯。雖然二氧化氯同氯氣、次氯酸鈉、次氯酸鈣等含有效氯試劑比較，其有效氯理論含量最高（含量263%），處理效率也是最高，但是二氧化氯是一種不穩(wěn)定的強氧化劑，操作不當極易發(fā)生爆炸，引起安全事故，并且其需用的儀器設備維護較為復雜，且工藝要求較高，pH要求高，處理危險性較高，其處理方式適合大量產(chǎn)生含氰廢棄物的處理。從我們實驗室來看，按照《氰化物的測定》GB7486-87的方法檢測氰化物參數(shù)的用藥量來看，2006年至2008年，年平均的理論氰化鉀用量只有1.5g左右，二氧化氯不適合作為小型實驗室的除氰試劑；液氯雖然成本低點，有效氯（含量100%） 較高，但對其的承裝器材要求嚴格，也易引起安全事故，并且也是適合產(chǎn)生大量含氰廢棄物的處理；漂白粉有效氯含量低（含量僅為60.3%），并且含有鈣元素，產(chǎn)渣量大，后續(xù)處理成本較高，不適合實驗室廢液的處理；次氯酸鈉有效氯含量雖然只有95.3%，但是對于小型實驗室的廢液處理來講易于購買和保存，藥劑投放量適中，除氰能力適中，無產(chǎn)渣，成本低，pH要求較高，處理過程易于控制，風險系數(shù)低，所以次氯酸鈉除氰是目前小型實驗室采用較為理想的處理工藝。

二、次氯酸鈉處理含氰廢水的原理

次氯酸鈉是一種較強氧化劑，操作安全簡便，其除氰反應原理是溶于水水解生成次氯酸，再利用次氯酸的強氧化性破氰，最終把氰化物的氰根離子分兩個階段轉化成二氧化碳、氮氣等無毒的形式，即可徹底消除氰化的毒性，達到無毒無害化處理目的。

三、含氰廢水處理的工藝流程

具體操作方法：在通風處向廢液中加入氫氧化鈉溶液，調(diào)整pH值至10以上，可以用pH計調(diào)試，然后根據(jù)含氰廢液的估算含量加入過量的10%次氯酸鈉溶液，攪拌約20分鐘，加入次氯酸鈉溶液，攪拌后放置7～8小時后，再加入10%的鹽酸（或硫酸），調(diào)節(jié)pH值至7.5～8.5，然后放置1晝夜待反應完全，通過對處理后液體的檢測，查明不含氰根離子后，加入亞硫酸鈉溶液，還原剩余的次氯酸根離子，每升含1g亞硫酸鈉的溶液1ml，相當于0.55mg Cl，也可利用可用空氣氧化法去除。查明不含次氯酸根離子后，再將液體作為其含重金屬（主要是銀離子）的廢液進一步加以處理，調(diào)整pH值后，才可排放。

四、影響次氯酸鈉除氰反應的因素

（一）pH值對反應的影響

2006年至今，筆者從調(diào)試處理本實驗室按照《氫化物的測定》GB7486-87的方法檢測氰化物參數(shù)所產(chǎn)生的廢液過程中發(fā)現(xiàn)：反應中pH值的高低對氰化物的去除率具有明顯的影響，并且是很重要的一個因素。當pH為酸性的情況下，即使是接觸時間再長對氰化物去除率也很低，不到20%，并且減少的部分主要是由于在酸性環(huán)境條件下?lián)]發(fā)掉的，這說明次氯酸鈉在酸性條件下，對氰化物的氧化作用極低的；當pH值為弱堿性pH值即在pH值10以下條件時，隨著接觸時間的加長，去除率也可達到80%以上，但是很容易產(chǎn)生刺激性很大的有害氣體（CNCl），產(chǎn)生次生危害，因此處理時必須特別注意，實驗應在通風櫥內(nèi)進行；當pH值為10.0以上時，并且次氯酸根離子與氰根離子比例控制在2～4時，去除率最高可達99%，平均去除率95%以上，但是達到完全反應的時間較長，要用7～8天，并且在此條件下，化學反應只能進行到把氰化物轉化成了低毒的氧氰鹽的程度，并未達到徹底除氰破氰的目的，這樣不但降低了處理效率，同時也產(chǎn)生了次生危害。

怎樣既能提高處理效率，避免次生危害的產(chǎn)生，又能徹底除掉氰根離子呢？本人在調(diào)試處理含氰化物的廢液過程中發(fā)現(xiàn)，把除氰的反應分成兩個階段就能很好的解決這個問題，第一階段把反應pH值控制在大于10條件下進行，大約需要20分鐘，第二階段反應把pH值控制在8左右條件下進行，接觸24小時左右去除率就可達到95%以上。分兩個階段調(diào)整pH值的方式，即可解決難以提高處理效率，又產(chǎn)生次生危害的難題。

（二）氰化物和次氯酸鈉的濃度對處理的影響

筆者從調(diào)試處理本實驗室廢液過程中發(fā)現(xiàn)：如果完全按照理論計算量，兩種離子氯酸根離子與氰根離子比例為1時，難以達到徹底除氰的目的，當兩種離子含量比例為2～4時，既節(jié)省處理試劑又達到了良好的處理效果。含氰廢液的濃度值越大，體積越小，處理的效果越好，處理試劑的利用率越高。

五、次氯酸鈉除氰運行費用計算

（一） 單純除氰理論費用，氰化物以氰化鉀計算

次氯酸鈉與氰化鉀的理論反應物質(zhì)的量比例為5：2，所以除1.0g氰化物需次氯酸鈉量為2.87g。按照目前市場價格，次氯酸鈉(含量70%)價格為20元/500ml，處理費用為0.028元，鹽酸(含量36%)價格為10元/500毫升，費用為0.008元。

所以每除1.0g氰所需的理論試劑費用約為0.036元。

（二）一般小型實驗室單純除氰的費用理論計算

本實驗室屬于小型實驗室，一年檢測的頻率大約12～18次，3年每次產(chǎn)生的廢液量平均值為940ml，按一年18次計算，共產(chǎn)生廢液16920ml。3年平均每年用去氰化鉀固體試劑約1.50g。因此每年的單純除氰的理論費用為0.033～0.216元。

說明：此費用只是進行理論計算，加之藥品的損耗，檢測的費用，其合計費用要遠高于此數(shù)值。

實驗中經(jīng)常會產(chǎn)生某些有毒的氣體、液體和固體，都需要及時排棄，特別是類似于含氰化物的一些劇毒物質(zhì)，即使產(chǎn)生的數(shù)量甚微，經(jīng)過長期積累也能造成環(huán)境污染，損害人體健康。因此要避免把它排放到自然水域或大氣中去，一定要加以適當?shù)奶幚?。通過以上的理論計算，本實驗室通過氯酸鈉氧化法處理含氰化物的廢液費用并不高，然而如果直接排出就可能污染周圍的空氣和水源，從源頭治理的經(jīng)濟和社會效益要遠遠高于已造成污染后再治理的被動效益，付出的代價要大得多。因此，對廢液和廢氣、廢渣要經(jīng)過一定的處理，真正達標后才能排棄。