前言
含氰化合物的去除一直是工业水处理领域最具挑战性的难题之一，传统次氯酸钠氧化工艺虽然技术成熟，但在环保要求日益严格的今天，其局限性日益凸显，紫外高级氧化技术以其高效、环保、无二次污染等优势，正在成为含氰废水处理的主流技术路线。
一、氰化物的危害与分类特性
氰化物作为一种剧毒物质，在水环境中的存在对生态系统和人类健康构成严重威胁。其对水生生物具有极高的毒性，能够通过食物链富集，最终对人体健康造成不可逆转的伤害。工业含氰废水主要来源于电镀、采矿（尤其是金矿开采）、冶金、化工合成等行业，其治理是环境保护和公共卫生领域的迫切需求。
根据DIN标准，废水中的氰化物可分为三类：第一类为自由氰化物（包括CN⁻），毒性最强，易挥发形成HCN；第二类为离解氰化物（CN⁻以及轻度至中度的配合物，如铜氰化物、镍氰化物和银氰化物）；第三类为总氰化物，包含所有氰化物，包括重度配合物如亚铁氰化物和钴氰化物。
二、传统工艺的局限性分析
传统的次氯酸钠氧化工艺曾长期作为氰化物处理的主流技术，其优势在于技术相对成熟、投资成本较低。然而，随着环保标准的提高和可持续发展理念的深入，该工艺的局限性愈发明显：
首先是副产物问题突出。氯与废水中的有机成分（如表面活性剂或络合物）反应生成的含氯化合物（AOX）含量往往超过允许限值。更为严重的是，在反应第一阶段会生成催泪瓦斯性质的氯化氰，反应终止时又会产生有毒的氯胺，这些物质的存在对环境安全构成极大威胁。
其次是处理效果受废水成分影响显著。废水中存在的不同金属元素会导致氯化反应过程过长甚至无法进行。实际操作中，次氯酸钠的使用量通常达到化学计量消耗的4倍，因为次氯酸盐会与氨继续反应生成三氯胺，而三氯胺在污水中是严格禁止存在的。
第三是后续处理成本高昂。使用次氯酸钠处理废水后通常会残留大量不同种类的络合物，从而显著增加了硫化物沉淀装置的运行成本。基于这些因素，环境部相关部门已推荐在处理氰化物过程中，优先使用更加环境友好的紫外线UV/H₂O₂高级氧化工艺。
三、UV/H2O2紫外线高级氧化技术原理
UV/H₂O₂高级氧化技术基于紫外光（UV）与过氧化氢（H₂O₂）的协同作用，产生具有极强氧化能力的羟基自由基（·OH），实现对氰化物的有效降解。
1. 羟基自由基的生成机制
过氧化氢在紫外光照射下发生光解反应，产生两个羟基自由基：
H₂O₂ + hν → 2·OH
羟基自由基具有极强的氧化性（氧化还原电位高达2.80V），能够无选择性地攻击水中的有机和无机污染物，将其彻底矿化为二氧化碳和水。
2. 氰化物的降解路径
氰化物的氧化降解经历一个多步骤的连续过程：
CN⁻ + ·OH → CNO⁻ + H⁺
首先，羟基自由基攻击氰根离子，将其氧化为毒性相对较低的氰酸盐（CNO⁻）。氰酸盐的毒性远低于氰化物（约低1000倍），且在水溶液中不稳定，能够通过以下反应进一步转化：
CNO⁻ + 2H₂O → CO2 + NH3 + OH⁻
或被继续氧化：
2CNO⁻ + 6·OH → 2CO₂ + N₂ + 3H₂O
最终产物为无毒的二氧化碳、氮气或铵盐，实现了氰化物的彻底解毒。
3. 金属氰络合物的破络机制
对于工业废水中常见的金属氰络合物，特别是可弱酸解离（WAD）的氰化物，如铜氰络合物[Cu(CN)x]、锌氰络合物等，UV/H₂O₂技术展现出独特的优势。紫外光照对金属-氰化物的激发在破络过程中起到关键作用：
Me-CN + hν → (Me-CN)*
(Me-CN)* + H₂O₂ → Me²⁺ + CNO⁻ + OH⁻
在激发态下，络合物能够迅速与过氧化氢反应，释放出金属离子和氰根离子，随后氰根离子被·OH氧化。这一机制使得UV/H₂O₂技术不仅能氧化游离氰，还能有效破坏稳定的络合态氰化物结构。
四、工艺技术特点与优势
与传统工艺相比，UV/H₂O₂高级氧化技术在含氰废水处理方面展现出显著优势：
1. 高效彻底的氧化能力
UV/H2O2技术能够处理各种形态的氰化物，包括最难降解的六氰合铁络合物。实际工程案例显示，该技术可将总氰化物浓度从1500 mg/L降至1 mg/L以下，处理效果显著。对于同时含有氰化物和EDTA的复杂废水，该技术能够同时实现氰化物的降解和有机络合物的破坏，为后续金属沉淀创造有利条件。
2. 环境友好的处理过程
整个氧化过程不产生AOX、氯胺等有害副产物，避免了传统氯氧化工艺的二次污染问题。反应在温和的条件下进行，无有毒物质挥发风险，符合绿色环保的发展理念。
3. 广泛的pH适应性
在pH 10-11的碱性条件下，氰化物主要以CN⁻形式存在，避免了HCN的挥发风险，同时有利于·OH的有效生成。研究表明，pH控制在10-11范围内能够实现最佳的氧化效果，同时兼顾安全性要求。
4. 灵活的工艺配置
该技术可根据废水特征进行灵活调整，适用于不同浓度的含氰废水处理。从地下水的低浓度处理（处理目标50 µg/L）到工业废水的中高浓度处理（550 mg/L），乃至分离液的极高浓度处理（总氰50000 mg/L），均能通过优化工艺参数实现有效处理。
五、应用场景
1.工业废水氰化物降解
在工业废水处理中，氰化物氧化通常是金属沉降的前期步骤。某含氰化物和EDTA的工业废水，其特征为：易离解氰化物550 mg/L，EDTA 230 mg/L，TOC 1320 mg/L。通过UV/H2O2处理，易离解氰化物浓度降至0.2 mg/L以下，同时EDTA等有机络合物被有效降解，确保后续金属沉淀能够满足金属限值要求。
2. 分离溶液的氰化物去除
在表面处理技术中的分离溶液中通常使用氰化物去除不利金属层，其总氰浓度可达50000 mg/L，TOC高达21000 mg/L。采用Enviolet紫外氧化工艺处理后，游离氰浓度小于0.2 mg/L，同时硝基苯磺酸盐等其他有机物也被破坏，后续金属沉淀达到指定标准。此外，溶液的色度得到有效去除，透明度显著提升。
3. 电镀行业废水处理
电镀废水是含氰废水的主要来源，其特点是含有较高浓度的游离氰化物和络合态氰化物（如铜氰络合物、锌氰络合物等），同时伴有多种重金属离子和有机添加剂。UV/H2O2技术能够同时实现氰化物的去除和重金属络合物的破坏，为电镀废水的一体化处理提供了高效解决方案。
4. 矿冶行业废水处理
金矿湿法冶炼和钢铁焦化等过程产生的含氰废水，其氰化物浓度波动范围大，且含有难降解的铁氰络合物以及硫氰酸盐等伴生污染物。UV/H2O2技术对这类废水显示出良好的处理潜力，能够有效应对成分复杂、波动性大的废水特征。
六、经济性分析与技术展望
1. 经济性评估
与传统次氯酸钠氧化工艺相比，UV/H2O2技术的投资成本略高，但运行成本具有显著优势。由于不需要处理AOX等副产物，后续处理成本大幅降低。综合生命周期成本分析显示，对于中高浓度含氰废水，UV/H2O2技术的经济性优势更为明显。
2. 技术发展趋势
随着UV光源效率的提升、H2O2利用率的优化以及反应器设计的改进，UV/H2O2技术的经济性将进一步提升。同时，与其他技术的耦合应用（如生物处理、膜分离等）将拓展其应用范围，为含氰废水处理提供更加多元化的解决方案。
结语
含氰化合物的毒性去除是工业水处理领域的重要课题。UV/H2O2高级氧化技术以其高效、环保、无二次污染的技术优势，正在成为含氰废水处理的主流技术路线。北京安力斯公司将继续深耕这一技术领域，通过持续的技术创新和工程实践，为客户提供更加高效、经济、可靠的含氰废水处理解决方案，为环境保护和可持续发展贡献力量。
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