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石化废水氰化物和硫化物成套检测设备及技术应用

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成果主要完成人

陆克平、张 民、沈文波、石李明、郑学根、孙爱国、余世金、朱四九、陆 斌、杨 森、毕锡斌、陈千钧

项目概况

氰化物和硫化物是石化废水处理、污水达标排放或回用中两个必测项目,现行氰化物与硫化物测定方法,对基体复杂的石化污/废水存在准确度不高、耗时长,单一检测、化学检测、基体干扰、相互干扰等问题,特别是复杂基体在现行方法的高温强酸条件下能生成氰化物及硫化物,容易带来废水处理误判和环保困扰,而且随着环保要求的愈趋严格,必须检测非常准确、非常快速和更低检测限;同时氰化物与硫化物的一体化准确同时测定更是公认难点。因此,开发废水中氰化物与硫化物准确快速测定新技术是国内外迫切需要解决的难题。本成果 “流动加剂-窄谱光解转化-气液膜净化-离子色谱分离-积分脉冲安培快速一体化检测”技术,能够自动、快速、准确、同时和直接检测废水中氰化物与硫化物,在检测技术开发、仪器研发与实际应用等方面取得了创新性成果,主要成果如下: ⑴ 发明了废水中氰化物与硫化物免蒸馏且温和条件下的转化与获取技术。攻克了紫外光解下快速转化络合氰成游离氰和对硫化物保护的难题,实现了目标物转化转移净化富集过程无膜压,试剂易得,膜片选择广,检测时间仅为现行方法的十分之一。 ⑵ 首创了废水中氰化物与硫化物的直接检测而且同时检测技术。研究了疏水膜净化与离子色谱分离组合,选择性高;解决了银电极连续检测的钝化问题,利用氰离子与硫离子电活性特征,积分脉冲安培同时测定与直接检测,无须显色,线性范围宽(≥104),检测限低(0.5μg/L~1.0μg/L)。 ⑶ 建立了氰化物与易释放氰的温和条件下分析技术。消除了膜阻塞与柱效下降等因素,筛选出特定富集小柱,实现了随氰化物扩散/渗透的硫化物弱保留流出;通过窄谱光源的开/关与阀切换,富集小柱内总氰/易释放氰直接被淋洗液送入安培池检测。 ⑷ 开发了专用控制软件,实现了成果的仪器化。集成了样品转化、净化单元、分离单元与检测单元,全过程封闭运行,具有自动、快速、准确、环保与同时测定的特点,成为了中国石化企业标准(Q/SH 3200-490-2014)。 ⑸ 拓展了本成果应用范围,开发出硫氰酸钠为主体的腈纶溶剂6种阴离子高效检测系统,采用 “流动”渗析和“停流”渗析双渗析模式,简化了浓度差异大的硫氰酸根检测过程,实现了腈纶溶剂6种阴离子的绿色测定与快速测定,成为安徽省地标(DB34 /T 2507-2015)。 该成果获授权发明专利5件,实用新型专利1件,发表学术论文5篇。在中国石油化工股份有限公司安庆分公司等6家单位应用,取得了显著的经济效益和社会效益。该成果中“免蒸馏非显色检测水溶液中微量易释放氰与氰化物装置以及方法”发明专利目前正在按美国OI公司中国代理的请求,商谈专利权转让或许可方案。本成果鉴定意见认为,“采用流动注射-紫外光解-膜扩散净化与小柱富集-离子色谱分离-脉冲安培检测技术自动分析废水中氰化物与硫化物,实现了方法创新和仪器集成创新,达到了国际先进水平”,具有广阔的应用前景。