含汞廢水裝置技術(shù)改造總結(jié)

呂佳飛，徐　　柯，田俊明，葉鵬云，楊永峰

（陜西北元化工集團(tuán)化工分公司，陜西 榆林 719319）

含汞廢水裝置技術(shù)改造總結(jié)

呂佳飛，徐柯，田俊明，葉鵬云，楊永峰

（陜西北元化工集團(tuán)化工分公司，陜西 榆林 719319）

針對含汞廢水裝置存在的問題，通過技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)了含汞廢水裝置長期穩(wěn)定運(yùn)行，使出水含汞質(zhì)量濃度小于0.005 mg/L，達(dá)到了國家排放和回用標(biāo)準(zhǔn)。

含汞廢水；技術(shù)改造；氯乙烯

在電石法PVC生產(chǎn)工藝中，氯乙烯合成反應(yīng)使用的是以活性炭為載體的氯化汞催化劑。催化劑升華損失的汞隨著反應(yīng)生成的粗氯乙烯氣體經(jīng)過水洗、堿洗工序，進(jìn)入部分廢酸和廢水中及抽翻轉(zhuǎn)化器觸媒系統(tǒng)產(chǎn)生的污水，共同形成了含汞廢水。廢水含汞量和水量不穩(wěn)定，含有大量的無機(jī)鹽和多種雜質(zhì)，水質(zhì)成分復(fù)雜，處理難度大。目前，常用的汞處理技術(shù)有硫化物沉淀法、混凝法、活性炭吸附法、離子交換法、還原過濾法、微生物濃集法及蒸發(fā)結(jié)晶法等［1，2］。

陜西北元化工集團(tuán)化工分公司100萬t/a懸浮法PVC裝置氯乙烯合成系統(tǒng)配套的含汞廢水裝置存在諸多問題：（1）含汞廢水裝置負(fù)荷過大；（2）汞轉(zhuǎn)型中心桶和外桶之間的過水縫隙 （以下簡稱汞轉(zhuǎn)型喇叭口）易堵塞；（3）除汞劑流失嚴(yán)重；（4）易在調(diào)節(jié)池、清水池累積大量汞泥，清理汞泥被迫停車，難度大且存在中毒或窒息等安全隱患；（5）清水池取出水樣不方便，且代表性不強(qiáng)等。該公司根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行了技術(shù)改造，大大節(jié)省人力物力，降低生產(chǎn)成本，并消除安全隱患，實(shí)現(xiàn)含汞廢水裝置長期穩(wěn)定運(yùn)行，處理后的水達(dá)到國家排放和回用標(biāo)準(zhǔn)。

1　含汞廢水裝置簡介

1.1工藝流程

廢水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，由泵提升入中和反應(yīng)器并加酸或堿調(diào)節(jié)pH值到6～9。經(jīng)過中和反應(yīng)后的出水，自流入混凝反應(yīng)器，投加混凝劑發(fā)生混凝反應(yīng)，經(jīng)過分離器沉淀分離后去除水中的懸浮物質(zhì)。出水自流入汞轉(zhuǎn)型分離器，在此投加除汞劑，使汞離子轉(zhuǎn)化成難溶于水的汞鹽，在汞轉(zhuǎn)型器內(nèi)反應(yīng)與沉淀，除汞劑在汞轉(zhuǎn)型器中自循環(huán)使用。上清液自流到氧化還原池。經(jīng)過氧化還原反應(yīng)后的出水自流入儲水池，經(jīng)提升泵依次送入砂濾罐、膜分離器，最終出水排入清水池，生產(chǎn)回用。汞轉(zhuǎn)型反應(yīng)器內(nèi)除汞劑一次投加，失效后排入儲渣池；分離器產(chǎn)生的泥渣也排入儲渣池，由螺桿泵送入壓濾機(jī)，進(jìn)行壓濾處理產(chǎn)生的泥餅外運(yùn)（觸媒廠家回用），壓濾出水回調(diào)節(jié)池。經(jīng)處理后出水部分做為砂濾罐及膜分離器反沖洗水，由反沖洗泵送入砂濾罐及膜分離器，反洗出水排入調(diào)節(jié)池，工藝流程示意圖見圖1。

1.2除汞原理

該公司含汞廢水處理主要運(yùn)用硫化物沉淀法。硫化物沉淀法是工業(yè)上處理含汞廢水的重要方法之一，尤其在汞含量高的廢水治理中表現(xiàn)出良好的性能和優(yōu)異的性價(jià)比［3］。

化學(xué)原理：Hg2+＋S2-=HgS↓

2Hg+＋S2-＝Hg2S<=>HgS↓＋Hg↓

反應(yīng)生成的硫化物溶度積很小，如HgS的KsP＝4×10-53，Hg2S的KsP＝1.0×10-45。因此，硫化物沉淀法是一種高效的除汞方法。

2　運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及技術(shù)改造情況

圖1　　含汞廢水裝置工藝流程圖

圖2　　改造前汞轉(zhuǎn)型截面圖

圖3　　改造后汞轉(zhuǎn)型截面圖

2.1汞轉(zhuǎn)型喇叭口改造

汞轉(zhuǎn)型是除去廢水中汞的關(guān)鍵裝置，大部分汞在此處除去，除汞劑在汞轉(zhuǎn)型內(nèi)與廢水中的汞循環(huán)接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)除去汞。運(yùn)行過程中，時(shí)常出現(xiàn)攪拌故障、汞泥沉積堵塞喇叭口等問題，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)運(yùn)行。

該公司發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問題在喇叭口過小易堵塞。針對此問題，做了如下技術(shù)改造：增大中心桶和外桶之間的過水縫隙，將喇叭口直徑由5 cm改為10 cm，改造前汞轉(zhuǎn)型截面圖見圖2，改造后截面圖見圖3。改造后效果明顯：（1）再未出現(xiàn)因汞泥沉積而堵塞喇叭口現(xiàn)象，保證汞轉(zhuǎn)型長期正常運(yùn)行；（2）加大循環(huán)，增加含汞廢水與除汞劑接觸機(jī)率，大大提高了除汞效果。

2.2含汞廢水進(jìn)水管線改造

由于轉(zhuǎn)化工序污水池的污水來自堿洗塔、水洗組合塔、抽翻轉(zhuǎn)化器觸媒系統(tǒng)等多處，成分復(fù)雜，含有氯化汞等有毒物質(zhì)，且懸浮物和沉淀物多。直接將污水池的污水送往含汞廢水處理，面臨以下問題：（1）含汞廢水裝置負(fù)荷過大；（2）懸浮物和沉淀物多對設(shè)備損害大；（3）易在調(diào)節(jié)池積累大量汞泥，調(diào)節(jié)池大而深（池深4 m，體積約200 m3），通風(fēng)不好，有毒物質(zhì)濃度高，人員清理汞泥困難，且有很大安全隱患，易發(fā)生中毒或窒息死亡事故；（4）清理汞泥被迫停車，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。

為了解決以上問題，做了如下技改：污水進(jìn)調(diào)節(jié)池之前增加壓濾機(jī)，改造前工藝流程示意圖見圖4，改造后工藝流程示意圖見圖5。

技改后，通過壓濾機(jī)除去原水中大部分汞泥，并減少懸浮物，起到預(yù)處理作用，有利于后面汞轉(zhuǎn)型內(nèi)除汞并減少汞轉(zhuǎn)型除汞負(fù)荷；大大減少調(diào)節(jié)池內(nèi)汞泥沉積，避免因清理汞泥而停車或中毒窒息等隱患。

2.3聚丙加藥管道改造

聚丙烯酰胺（PAM）的作用是凝固除去廢水中的懸浮物，只往混凝池加聚丙以除去懸浮物。運(yùn)行過程中出現(xiàn)懸浮物除不徹底、除汞劑流失嚴(yán)重等問題。做了如下技改：增加了分離器和汞轉(zhuǎn)型PAM管道，并使混凝池、分離器和汞轉(zhuǎn)型3處所加PAM量與原混凝池所加PAM量基本相同，改造前PAM加藥管道見圖6，改造后，見圖7。

圖4　　改造前污水進(jìn)水管線示意圖

圖5　　改造后污水進(jìn)水管線示意圖

圖6　　改造前PAM加藥管線示意圖

圖7　　改造后PAM加藥管線示意圖

技改后的效果：混凝池大量除懸浮物，分離器加PAM起到二次沉淀除去懸浮物，減輕汞轉(zhuǎn)型除汞負(fù)荷；汞轉(zhuǎn)型在重新加新除汞劑時(shí)，加PAM，有利于除汞劑固定在汞轉(zhuǎn)型中心桶內(nèi)，有效防止除汞劑流失。

2.4清水緩沖罐改造

由于清水池大而深（池深3.5 m，體積約100 m3），取水樣不方便，且代表性不強(qiáng)。清理汞泥被迫停車，且清理汞泥困難，有中毒或窒息安全隱患。做了如下技改：進(jìn)清水池之前增加2個(gè)清水緩沖罐（底面直徑1.4 m，高1.6 m，體積約3 m3的圓柱筒），改造前管線示意圖見圖8，改造后管線示意圖見圖9。

技改后，罐小取樣具有及時(shí)性和準(zhǔn)確性，避免錯(cuò)誤判斷，有利裝置穩(wěn)定運(yùn)行；緩沖罐小易清理，節(jié)省人力物力，并消除了較大的安全隱患；避免了因清理清水

池汞泥而被迫停車，保證整套裝置長期平穩(wěn)運(yùn)行。

圖8　　改造前清水管線示意圖

圖9　　改造后清水管線示意圖

3　嚴(yán)格規(guī)范操作

為了保證含汞廢水整套裝置長期平穩(wěn)運(yùn)行，處理后的水達(dá)到國家排放和回收利用標(biāo)準(zhǔn)，必須嚴(yán)格做到以下幾點(diǎn)。

（1）原水pH值嚴(yán)格控制在7～9；

（2）除汞劑根據(jù)室溫及原水含汞量定時(shí)更換，并嚴(yán)格監(jiān)管更換過程，防止更換不及時(shí)，除汞劑失效而導(dǎo)致水樣含汞超標(biāo)；

（3）嚴(yán)格控制汞轉(zhuǎn)型中心桶內(nèi)的藥劑沉降比保持在5%～8%；

（4）定期清理膜分離器膜棒：半個(gè)月清洗1次。

4　結(jié)語

該公司針對含汞廢水整套裝置暴露出的問題，通過一系列技術(shù)改造，如汞轉(zhuǎn)型喇叭口改造、含汞廢水進(jìn)水管線改造、PAM加藥管道改造及清水出水緩沖罐改造等，并嚴(yán)格監(jiān)管規(guī)范操作，實(shí)現(xiàn)了含汞廢水裝置長期穩(wěn)定運(yùn)行，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，消除了中毒窒息安全隱患，處理后的水含汞質(zhì)量濃度小于0.005 mg/L，達(dá)到了國家排放和回用標(biāo)準(zhǔn)，解決了公司在環(huán)保中的難題。

［1］黃鳴榮，高國玉，何曉弟，等.含汞廢水處理方法的研究.化工設(shè)計(jì)，2010，20（2）：33-35.

［2］蔡陽，黃華倩.含汞廢水的無害化處理技術(shù)及應(yīng)用.中國氯堿，2012，（5）：39-40.

［3］王小昌，李國棟，李春華，等.電石法聚氯乙烯含汞廢水處理.聚氯乙烯，2013，41（4）：42-45.

Technological transformation of waste water containing mercury

LV Jia-fei，XU Ke，TIAN Jun-ming，YE Peng-yun，YANG Yong-feng
（Shanxi Beiyuan Chemical Co.，Ltd.，Yulin 719319，China）

For the problems in the presence of mercury containing waste water，through technological transformation，the long-term stable operation of the waste water plant is realized，effluent mercury concentrations below 0.005 mg/L，reaching the discharge standard and back to use standard.

mercury containing waste water；technological transformation；vinyl chloride

X781.2

B

1009-1785（2015）10-0030-03

2015-07-13