Persulfate Oxidation for Cyanide Wastewater Treatment: A Comprehensive Study

Introduction

ʻO ka Cyanide, kahi hui ʻawahia loa, ua hoʻohana nui ʻia i nā kaʻina hana like ʻole e like me ke electroplating, mining, a me ka hoʻopau ʻana i ka metala. No laila, ua hana ʻia nā nui o ka wai hoʻoneoneo i loaʻa ka cyanide , e hoʻoweliweli nui ana i ke kaiapuni a me ke olakino kanaka. ʻO nā ʻano hana mālama wai hoʻoneoneo kuʻuna ʻo Cyanide , e like me ka alkaline chlorination, he nui nā hemahema. ʻO kēia mau mea ka hoʻokumu ʻia ʻana o nā huahana ʻawahia, ka hoʻohana nui ʻana i nā kemika, a me ka haʻahaʻa o ka hoʻohemo ʻana no nā hui metal-cyanide. ʻO ka hopena, aia kahi koi e hoʻonui nei no nā ʻenehana mālama ʻoi aku ka maikaʻi a me ke aloha i ke kaiapuni.

I nā makahiki i hala iho nei, ua puka mai nā kaʻina hana oxidation holomua (AOP) ma ke ʻano he mau koho ʻē aʻe no ka mālama ʻana i ka wai ʻino cyanide. Ma waena o kēia mau mea, ua huki nui ka hana oxidation Persulfate i ka nānā ʻana ma muli o kona hiki ke oxidation ikaika, ka laulā o ka pH, a me ka hana maʻalahi. Manaʻo kēia pou blog e hāʻawi i kahi ʻike piha o ke ʻano oxidation persulfate no ka mālama ʻana i ka wai ʻino cyanide, e uhi ana i kāna ʻano hana, nā mea hoʻohuli, a me nā noi kūpono.

Ka Mechanism of Persulfate Oxidation

Hiki ke ho'āla 'ia ka Persulfate, e like me ka peroxydisulfate (PDS) a i 'ole peroxymonosulfate (PMS), e like me ka wela, ke kukui UV, nā metala ho'ololi, a i 'ole ka alkalinity, e ho'oulu i nā radical sulfate reactive. Loaʻa i kēia mau mea hoʻoheheʻe sulfate ka mea hiki ke hoʻoneʻe kiʻekiʻe, e hiki ai iā lākou ke hoʻoheheʻe i kahi ākea o nā mea haumia organik a me nā mea haumia ʻole, me ka cyanide.

He paʻakikī ke ʻano hana o ka persulfate oxidation o ka cyanide a komo i nā ʻanuʻu he nui. ʻO ka mea maʻamau, hoʻopili nā radical sulfate me nā ion cyanide e hana i ka cyanate ma ke ʻano he huahana waena. Hiki ke hoʻoheheʻe ʻia ka cyanate a i ʻole hydrolyzed no ka hoʻohua ʻana i nā huahana hopena ʻona, e like me ka nitrate, ammonium, a me ke kinoea nitrogen. ʻOkoʻa nā ala hoʻonā kikoʻī ma muli o ke ʻano o ka hopena e like me ka pH, ka mahana, a me ke ʻano o nā mea ʻē aʻe. I loko o kahi mea ʻawaʻawa, hahai ka hopena i kekahi kaʻina, ʻoiai ma ke ʻano kumu, hoʻololi ke ʻano o ka hopena, a hiki i nā radical hydroxyl ke komo pū i ke kaʻina oxidation. Hiki ke hana ʻia nā radical hydroxyl mai ka hopena o nā radical sulfate me ka wai a i ʻole mai ka hoʻāla ʻana o ka persulfate e ka alkalinity, a ʻo kā lākou pane ʻana me ka cyanide he ala nui no ka wehe ʻana i ka cyanide.

Nā mea hoʻoikaika

1. Ka hoʻopaʻa ʻana o Persulfate

He mea koʻikoʻi ka manaʻo o ka persulfate e pili ana i ka pono o ka mālama ʻana i ka wai ʻōpala cyanide. ʻO ka maʻamau, ʻo ka hoʻonui ʻana i ka dosage persulfate hiki ke hoʻonui i ka hana o nā radical sulfate, a laila e hoʻolaha i ka oxidation o cyanide. Eia nō naʻe, hiki i ka excessive persulfate ke alakaʻi i ka hoʻopau ʻana iā ia iho o nā radical sulfate, e hōʻemi ana i ka maikaʻi o ka oxidation holoʻokoʻa. Eia kekahi, hiki i ka nui o ka persulfate ke hoʻonui i nā kumukūʻai lapaʻau a hoʻoulu i nā pilikia kūlohelohe ma muli o ke koena persulfate i ka wai i mālama ʻia. No laila, pono e hoʻoholo ʻia kahi manaʻo persulfate kūpono ma o nā hoʻokolohua e pili ana i nā ʻano o ka wai ʻino.

2. pH Waiwai

Hoʻopilikia nui ka pH o ka wai ʻino i ke kaʻina hana hoʻokahe persulfate. Hiki i nā kūlana pH like ʻole ke hoʻopili i ka hoʻoulu ʻana i ka persulfate, nā ʻano a me ka reactivity o nā radical i hana ʻia, a me ke ʻano o ka cyanide. I loko o nā kūlana acidic, ʻo nā radical sulfate ka mea hoʻoulu nui a hōʻike i ka reactivity kiʻekiʻe i ka cyanide. Ke piʻi aʻe ka pH, piʻi ka hapa o nā radical hydroxyl mai ka hopena o nā radical sulfate me ka wai a i ʻole mai ka persulfate activation e ka alkalinity piʻi. Ma nā kūlana alkaline, hiki i nā radical hydroxyl ke pāʻani i kahi kuleana nui i ka cyanide oxidation. Eia nō naʻe, hiki i nā waiwai pH kiʻekiʻe a haʻahaʻa paha ke loaʻa nā hopena maikaʻi ʻole i ka hopena. No ka laʻana, ma ka pH haʻahaʻa loa, hiki ke hoʻopili ʻia ke kūpaʻa o ka persulfate, ʻoiai ma ka pH kiʻekiʻe loa, hiki ke loli ka solubility o kekahi mau ion metala i loko o ka wai ʻino, a hiki ke hoʻopili i ka hoʻoulu ʻana o persulfate a me ke kaʻina hana oxidation.

3. Mahana

Hiki i ka mahana ke hoʻoikaika i ka hoʻoulu ʻana o ka persulfate a me ka wikiwiki o ka hopena ma waena o nā radical a me ka cyanide. ʻO nā mahana kiʻekiʻe e alakaʻi i ka hana wikiwiki o nā radical sulfate a ʻoi aku ka maikaʻi o ka cyanide oxidation. Eia nō naʻe, ʻo ka hoʻonui ʻana i ka mahana e pono ai ka hoʻokomo ʻana i ka ikehu hou, kahi e hoʻonui ai i nā kumukūʻai lapaʻau. Eia hou, inā kiʻekiʻe ka wela, hiki ke hoʻoheheʻe ʻia ka persulfate a me nā hopena ʻaoʻao makemake ʻole. No laila, i ke koho ʻana i ka mahana hopena kūpono, pono e hoʻopaʻa ʻia ma waena o ka pono o ka mālama ʻana a me ka hoʻohana ʻana i ka ikehu.

4. Loaʻa i nā Iona Metala

Hiki ke loaʻa i nā iona metala i loko o ka wai ʻōpala ʻoihana, e like me Cu²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, a me Ni²⁺, hiki ke loaʻa i nā hopena like ʻole i ke kaʻina hana hoʻokahe persulfate. Hiki i kekahi mau ʻona metala, e like me Cu²⁺, ke hana ma ke ʻano he catalysts e hoʻōla i ka persulfate, e hoʻohua ana i nā radical sulfate a hoʻonui i ka wehe ʻana i ka cyanide. Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, hiki i kekahi mau iona metala ke hana i nā mea paʻakikī me ka cyanide, e hoʻolilo iā ia i mea paʻa a paʻakikī hoʻi e hoʻoheheʻe ʻia. Eia kekahi, hiki ke komo pū nā iona metala i nā ʻaoʻao ʻaoʻao me ka persulfate a i ʻole nā ​​radical, e pili ana i ke ala hopena holoʻokoʻa a me ka pono. ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i ke kuleana o nā ion metala i loko o ka ʻōnaehana persulfate oxidation he mea nui ia no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ke kaʻina hana o ka cyanide - i loko o ka wai ʻino.

5. Manawa Manawa

Pono ka manawa pane kūpono e hōʻoia i ka oxidation piha o ka cyanide. Ke holo nei ka hopena, e emi mālie ka ʻike cyanide. Eia nō naʻe, ma hope o kekahi manawa, hiki ke lohi ka hopena ma muli o ka pau ʻana o nā reactants a i ʻole ka hōʻiliʻili ʻana o nā huahana hopena. ʻO ka manawa hoʻonā maikaʻi loa e pili ana i nā kumu like ʻole, e like me ka neʻe ʻana o ka cyanide mua, nā kūlana hoʻihoʻi (e like me ka neʻe persulfate, pH, a me ka mahana), a me ke ʻano o ka matrix wai. ʻAʻole hiki ke hoʻonui ʻia ka hana hoʻoneʻe cyanide a hiki ke hoʻonui i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu a me nā kumukūʻai lapaʻau.

Nā noi ma nā ʻoihana like ʻole

1. ʻOihana Electroplating

I ke kaʻina hana electroplating, hoʻohana pinepine ʻia ka cyanide e hōʻoia i ka maikaʻi o ka pā metala. ʻO ka wai ʻino i hoʻokumu ʻia mai ka electroplating i loaʻa nā kiʻekiʻe o ka cyanide a me ka metala - cyanide complexes. Ua hōʻike ka Persulfate oxidation i ka mana nui i ka mālama ʻana i ka wai ʻōpala cyanide electroplating. No ka laʻana, ua hōʻike ʻia nā haʻawina ma ke alo o nā huina kūpono o Cu²⁺ (ma ke ʻano he mea hoʻoulu) a me ka peroxydisulfate, hiki i ka 99% o ka cyanide ke wehe i loko o 20 mau minuke. Hiki i kēia ʻano hana ke wāwahi pono i nā metala - cyanide complexes a hoʻololi i ka cyanide i mea ʻawaʻawa liʻiliʻi, me ka hoʻokō ʻana i nā kūlana hoʻokuʻu koʻikoʻi no ka electroplating wastewater.

2. ʻOihana hoʻouku

ʻO ka ʻoihana mining, ʻoi aku ka ʻeli gula, hoʻopuka i ka nui o ka cyanide - loaʻa ka wai ʻōpala a me nā koena. Hoʻohana ʻia ʻo Cyanide i ka ʻohi gula e hana i ke gula soluble - cyanide complexes. Persulfate - hiki ke hoʻohana ʻia nā kaʻina hana hoʻonaʻauao holomua e mālama i ka wai ʻino a me nā koena. No ka laʻana, i ka mālama ʻana i nā koena cyanide gula, ua aʻo ʻia ka ultrasonic - activated persulfate oxidation. Ma ka hoʻohana ʻana i ka 2.0 wt.% potassium persulfate ma ka pH 10.0 no 60 mau minuke, hiki i ka cyanide removal efficiency ke hiki i 53.47%. Me ka ho'āla wela ma 60 °C, piʻi ka maikaʻi i 62.18%, a ma lalo o ka ultrasonic activation me 100% mana, hiki ke kiʻekiʻe i ka 74.76%. Ma hope o ka ultrasonic - activated persulfate - holomua oxidation lapaʻau, ka cyanide maʻiʻo i loko o ka waiʻawaʻawa leaching solution o ke koena hiki ke hoʻokō i ka 'āina maʻamau, e hōʻike ana i ka hiki o keia hana i loko o ka hana mining.

3. ʻOihana Hoʻopau Metala

I ka ʻoihana hoʻopau metala, hoʻohana ʻia ka cyanide i nā kaʻina hana lapaʻau. Pono e mālama pono ʻia ka cyanide - loaʻa ka wai ʻino i mea e pale aku ai i ka pollution kaiapuni. Hiki ke hoʻohui ʻia ka persulfate oxidation i loko o nā ʻōnaehana mālama wai ʻino o nā mea kanu hoʻopau metala. Ma ka hoʻoponopono ʻana i nā kūlana hopena, e like me ka hoʻoponopono ʻana i ka manaʻo o ka persulfate, pH, a me ka manawa pane, hiki ke hoʻokō ʻia ke kiʻekiʻe o ka cyanide. ʻAʻole wale kēia e kōkua i ka ʻoihana hoʻopau metala e hoʻokō i nā lula kaiapuni akā e hōʻemi ana i nā pilikia e pili ana i ka hoʻokuʻu ʻana o ka cyanide.

hihia Haʻawina

Hana 1: Hoʻomaʻamaʻa ʻana i ka wai ʻino Electroplating maoli

Ua mālama ʻia kahi haʻawina e pili ana i ka wai ʻōpala electroplating maoli i loaʻa ka cyanide, me ka mālama ʻana me ke kaʻina hana hoʻomake persulfate. Ke hoʻohui ʻia ka nui o ka persulfate, hiki ke hoʻopau loa ʻia ka nui o ka cyanide i loko o ka wai ʻino i loko o 20 mau minuke. Ua hōʻike ʻia nā hopena o nā hoʻokolohua he nui ke kuleana o nā radical hydroxyl a me sulfate radical no ka wehe ʻana i ka cyanide, a ua like kā lākou mau haʻawina. Ua ʻike ʻia ka cyanate a me ka nitrite ma ke ʻano o nā huahana nui. Ua hōʻike kēia hihia i ka maikaʻi o ka persulfate oxidation i ka mālama ʻana i ka wai ʻōpala cyanide electroplating honua maoli.

Hana 2: Hoʻomaʻamaʻa i nā koena Cyanide gula

I loko o kahi hana eli gula, ua mālama ʻia nā koena cyanide gula me ka persulfate - kaʻina hoʻonaʻauao kiʻekiʻe. He kiʻekiʻe ka cyanide kiʻekiʻe o nā koena i pono e hoʻemi ʻia no ka hoʻokō ʻana i nā kūlana hoʻolei. Ma o nā hoʻokolohua, ua ʻike ʻia ma ka hoʻohana ʻana i ka potassium persulfate a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā kūlana hopena, me ka pH, ka mahana, a me nā ʻano hana hoʻāla (e like me ka ultrasonic activation), hiki ke hoʻemi nui ʻia ka ʻike cyanide i loko o ka solution leaching toxic o nā koena. Ma hope o kani ultrasonic - activated persulfate - holomua oxidation lapaʻau, ka cyanide maʻiʻo i loko o ka waiʻawaʻawa leaching solution i halawai me ka lahui hae o Kina. Hōʻike kēia hihia i ka hoʻohana kūleʻa ʻana o ka persulfate oxidation i ka mālama ʻana i nā koena cyanide gula, e hāʻawi ana i kahi hopena kūpono no ka mālama palekana ʻana i nā ʻōpala mining.

Nā Paʻakikī a me nā Manaʻo e hiki mai ana

1. Nā pilikia

• Ka pono o ke kumukūʻai : ʻOiai ke hōʻike nei ka oxidation persulfate i ka hiki ke mālama i ka wai hoʻoneoneo cyanide, hiki ke kiʻekiʻe ke kumukūʻai o ka persulfate a me ka ikehu e pono ai no ka hoʻāla ʻana (e like me ka wela a i ʻole ka hoʻāla ʻana o ka ultrasonic). Pono ka hoʻomohala ʻana i nā ala ʻoi aku ka maikaʻi o ke kumukūʻai e hana a hoʻāla i ka persulfate e hoʻohana nui ʻia ai kēia ʻenehana.

• Paʻakikī o ka Matrix Wai ʻŌpala : ʻO ka wai ʻōpala i loaʻa ka cyanide ʻoihana e loaʻa pinepine i kahi hui paʻakikī o nā mea like ʻole, me nā ion metala like ʻole, nā hui organik, a me nā paʻakai. Hiki i kēia mau ʻāpana ke launa pū me ka persulfate a me nā radicals, e hoʻopilikia ana i ke ʻano hana a me ka pono. ʻO ka hoʻomaopopo ʻana a me ka kaohi ʻana i kēia mau pilina paʻakikī he mea paʻakikī i nā noi hana.

• ʻO ke koena Persulfate a me nā huahana ʻaoʻao : ʻO ke koena persulfate i loko o ka wai i mālama ʻia e hiki ke hoʻoulu i nā pilikia kaiapuni, a ʻo kekahi mau huahana ʻaoʻao, e like me ka nitrite, pono paha e mālama hou ʻia e hoʻokō i nā kūlana kaiapuni koʻikoʻi loa. ʻO ka hoʻomohala ʻana i nā ʻano hana e wehe pono ai i ke koena persulfate a kāohi i ka hoʻokumu ʻia ʻana o nā huahana ʻaoʻao ʻino he wahi nui ia no ka noiʻi hou aku.

2. Hoʻopiʻi hou

• Nā ʻAno Hoʻāla Hou : Ke hoʻomau nei ka noiʻi ʻana e hoʻomohala i nā ʻano hoʻāla hou a ʻoi aku ka maikaʻi no ka persulfate. No ka laʻana, ʻo ka hoʻohana ʻana i nā mea hoʻoulu hou e like me nā nanomaterials a i ʻole nā ​​​​​​frameworks metal-organic (MOFs) e hoʻāla i ka persulfate e hāʻawi paha i nā helu hopena kiʻekiʻe a me ke koho ʻana. Eia kekahi, ʻo ka ʻimi ʻana i ka hui pū ʻana o nā ʻano hoʻāla like ʻole, e like me ka hoʻohana ʻana i ka wela a me kahi mea hoʻoulu i ka manawa like, hiki ke hoʻonui hou i ka hana o ke kaʻina hana oxidation persulfate.

• Hoʻohui ʻia me nā ʻenehana lapaʻau ʻē aʻe : ʻO ka hoʻohui ʻana i ka persulfate oxidation me nā ʻenehana lapaʻau ʻē aʻe, e like me ka lapaʻau olaola, ka kānana membrane, a i ʻole ka adsorption, hiki ke hoʻokō i nā hopena lapaʻau holoʻokoʻa maikaʻi aʻe. No ka laʻana, ʻo ka mālama mua ʻana me ka persulfate oxidation e wāwahi i nā hui cyanide paʻakikī hiki ke hoʻolilo i ka wai ʻino i mea kūpono no ka mālama olaola ma hope.

• Ka Nānā ʻana a me ka Hoʻonui ʻana i ke Kaʻina Hana : ʻO ka hoʻomohala ʻana i nā ʻano hana nānā ʻana i loko no ke kaʻina hana oxidation persulfate, e like me ka ʻike ʻana i ka manawa maoli o nā radical concentrations a me nā huahana degradation cyanide, hiki ke kōkua i ka hoʻomaopopo maikaʻi ʻana i ka holomua o ka hopena a me ka hoʻonui ʻana i ke kaʻina hana. Hiki i kēia ke alakaʻi i nā ʻōnaehana mālama wai ʻino cyanide ʻoi aku ka maikaʻi a me ka hilinaʻi.

I ka hopena, hōʻike ke ʻano o ka persulfate oxidation i ka ʻōlelo hoʻohiki nui i ka mālama ʻana i ka cyanide - i loko o ka wai ʻōpala. Me ka noiʻi mau ʻana a me ka hoʻomohala ʻana e hoʻoponopono i nā pilikia e kū nei, hiki i kēia ʻenehana ke lilo i ala nui no ka mālama ʻana i ka wai ʻino cyanide i nā ʻoihana like ʻole, e hāʻawi ana i ka mālama ʻana i ke kaiapuni a me ka hoʻomohala mau.