韦琛鸿，徐道明，温兰兰，刘典典

（安徽国星生物化学有限公司，安徽杂环省级实验室，安徽 马鞍山243100）

百草枯是一种速效触杀型、灭生性除草剂，广泛用于园林除草、作物及蔬菜行间除草、免耕地除草、草原更新、非耕地化学除草，还可用于棉花、向日葵、大豆、扁豆等作物催枯，与国外同种产品效果相当。目前主要采用氨氰法合成百草枯，合成过程中会产生大量含氰废水。含氰废水经甲醛液碱破氰后浓缩处理，但由于破氰不彻底，导致后续浓缩工段出来的二次蒸汽冷凝水中含有100~300 mg/kg 的氰根。

中、低浓度的含氰废水可选择氯氧化法、空气氧化法、过氧化氢氧化法、臭氧氧化法处理，这几种方法处理的含氰废水均能达到排放标准[1-4]。氯氧化法能够处理硫氰化物，空气氧化法和过氧化氢氧化法可以处理氰合金属基配合物，臭氧氧化法不产生二次污染，但这些方法普遍存在处理成本高或者反应时间长的问题。低浓度含氰废水处理方法除了上述选择外，还可选择微生物法[5]，微生物法处理后的含氰废水水质好，但废水中其他如COD、氨氮、微生物有毒物质等的含量需严格控制。因此亟需开发一种低成本、处理效果好的含氰废水处理方法。

本文主要针对低浓度含氰废水特点和以上方法存在的问题, 开发研究了树脂吸附法处理低浓度含氰废水，通过优化树脂种类、吸附速率、脱附剂筛选、脱附温度、脱附液套用等条件,筛选出最优实验条件。

1 实验部分

1.1 主要原料

二次蒸汽冷凝水（氰根含量260 mg/kg）；4% 氢氧化钠；8% 氢氧化钠；阴离子树脂（D32、D201、D301）。

1.2 实验过程

树脂预处理：用4% 氢氧化钠3 倍树脂体积处理树脂，流速为每小时树脂体积的2 倍（2BV/h），结束后用纯水清洗树脂至出口近中性，待用。

树脂吸附：将低浓度含氰废水从树脂塔下端泵入预处理过的树脂塔，该树脂塔中的树脂对进入的废水进行选择性吸附，吸附速率为每小时树脂体积的1~6 倍，使出水中的氰根含量小于等于0.2 mg/kg，当树脂塔出水中的氰根含量大于0.2 mg/kg 后，停止向树脂塔中泵入废水，从树脂塔上端通入压缩空气，将废水压回原水池，树脂塔准备解析。

树脂脱附：室温下，将液碱从储罐中自上到下泵入压干后树脂塔，脱附速率为吸附速率的一半，使被树脂吸附的氰根从树脂中解析出来，树脂恢复原状，完成脱附过程。

脱附液回用：脱附完成后，将部分解析液用于百草枯中间体MV 的合成。

洗碱水回用：将工业水从工业水罐自上到下泵入树脂塔，洗至树脂塔的出水pH 为7~8，树脂即可重复使用，将洗碱水泵入洗碱水罐，用于配制脱附用液碱。

1.3 氰化物的测定

氰根检测方法：依据中华人民共和国国家环境保护标准HJ 484-2009，原水检测参照硝酸银滴定法；吸附出水检测参照异烟酸-巴比妥酸分光光度法。

2 分析与讨论

2.1 树脂种类的筛选

将D32、D201、D301 三种树脂分别用量筒量取50 mL 装入外径26 mm、长度320 mm 的玻璃层析柱，树脂预处理后，将二次蒸汽冷凝水以4BV/h 的吸附速率分别进入三根树脂柱进行动态吸附实验，选择出吸附量大、吸附效果好的树脂种类。实验结果如表1 所示：三种阴离子树脂对二次蒸汽冷凝水的氰根都有吸附效果，但D32 树脂对氰根的吸附量相对较高，所以选择D32 树脂吸附该股废水，继续优化吸附参数。

表1 树脂筛选的实验结果

2.2 吸附速率的筛选

综合考虑吸附体积和吸附时间，用量筒量取50 mL D32 树脂装入外径26 mm、长度320 mm 的玻璃层析柱，6 根树脂柱分别设置1~6 BV/h 的吸附速率实验，筛选出较合适的吸附速率，实验结果如表2 所示：当吸附速率为4 BV/h 时，相比于1 BV/h 的吸附体积没有明显降低，但处理相同体积废水所用的时间缩短为原来的四分之一，在4 BV/h 基础上吸附速率继续增加，吸附体积下降明显，所以吸附速率选择4 BV/h。

表2 吸附速率的筛选

2.3 脱附剂的筛选

D32 阴离子树脂常用脱附剂为液碱、甲醇，或者二者结合使用，本文考查了4% 氢氧化钠、8% 氢氧化钠、甲醇分别对吸附饱和的树脂进行脱附再生，实验结果如表3 所示：甲醇对D32 吸附的氰根脱附作用很小，液碱脱附效果较好，液碱浓度增加，脱附效果没有明显改善，而且液碱浓度增加，设备腐蚀性增加，综合考虑，本文选择4% 的液碱作为脱附剂，脱附剂用量为4 BV。

表3 脱附剂的筛选

2.4 脱附温度的筛选

升高温度，有利于树脂脱附，D32 树脂最高耐受温度是90℃，本文考查了10℃、20℃、40℃、60℃对树脂脱附率的影响，结果如表4 所示：温度对树脂脱附率影响很小，所以室温脱附即可。

表4 脱附温度的优化

2.5 脱附液套用实验

D32 树脂，采用4% 液碱作为脱附剂，脱附液体积为4 BV，为减少脱附剂的使用，提高脱附液中氰根浓度，将第3 BV 脱附液作为树脂第二轮脱附的第1 BV 脱附剂使用，将第4 BV 脱附液作为树脂第二轮脱附的第2 BV脱附剂使用，第3 BV、4 BV 脱附剂使用4% 液碱，如此循环套用4 轮，脱附率未见衰减，实验结果如表5。

表5 脱附液的套用

3 结论

D32 树脂对二次蒸汽冷凝水中的氰根具有很好的吸附作用，通过以上优化实验，吸附速率采用4 BV/h，氰根含量260 mg/kg 的原水可以处理260 BV，脱附剂选用4% 液碱，室温下，脱附率在98.5% 以上，第1 BV、2 BV脱附液套用于MV 合成反应中，第3 BV、4 BV 脱附液套用在下一轮树脂脱附。本研究适用于低浓度含氰废水的处理，环保且经济。