含汞廢水處理工藝的改進(jìn)

王東琳

1.四川大學(xué)化工學(xué)院，四川宜賓 644000 2.中核建中核燃料元件有限公司，四川宜賓 644000

含汞廢水處理工藝的改進(jìn)

王東琳1，2

1.四川大學(xué)化工學(xué)院，四川宜賓 644000 2.中核建中核燃料元件有限公司，四川宜賓 644000

本文主要對(duì)含有汞的廢水的相關(guān)成分進(jìn)行了分析，進(jìn)而采用自然沉降的方法對(duì)于此種廢水處理中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了有關(guān)的探討，最后得出了利用膜過(guò)濾的方法進(jìn)行處理此種含有汞的廢水。試驗(yàn)結(jié)果表明：運(yùn)用膜過(guò)濾法進(jìn)行有關(guān)處理，處理之后的含汞的廢水中所含有的汞的質(zhì)量濃度要比0.005mg/L小很多，與此同時(shí)，也有效地降低了污泥中的汞的含量，回收利用具有較高吸附能力的材料。

含汞廢水；處理；工藝；改進(jìn)

很多化工生產(chǎn)線(xiàn)會(huì)產(chǎn)生含汞廢水，一般采用的是加入化學(xué)物質(zhì)Na2S，或者是采用絮凝劑進(jìn)行絮凝多級(jí)間歇反應(yīng)的方法來(lái)達(dá)到處理的目的。采用硫化物進(jìn)行沉淀的處理方法，在操作上比較繁瑣，所需要消耗的勞動(dòng)的強(qiáng)度非常大，產(chǎn)生的富汞污泥的量也很大。由于受到當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)的干擾作用，在硫化鈉的使用量方面，絮凝劑的使用量方面都很難掌握，進(jìn)行自然沉降的時(shí)間很長(zhǎng)，總是不斷進(jìn)行間歇操作，需要人為進(jìn)行調(diào)整，造成工作人員的勞動(dòng)的強(qiáng)度增大[1]。

1 對(duì)于含汞廢水處理的原工藝流程

將含有汞的廢水統(tǒng)一集中到一個(gè)池內(nèi)進(jìn)行均化處理，然后將均化后的水樣統(tǒng)一在中和池中進(jìn)行調(diào)節(jié)pH值，大約調(diào)到7～9的范圍內(nèi)即可，然后用水泵將中和池中的廢水一并輸送到一級(jí)反應(yīng)槽當(dāng)中，工作人員依照廢水中的汞的含量以及廢水的體積，計(jì)算出所使用的Na2S的質(zhì)量和所用的絮凝劑的質(zhì)量。再經(jīng)過(guò)攪拌器充分?jǐn)嚢柚螅Ｖ箶嚢?，放?0小時(shí)到12小時(shí)；將上面的清液輸送到二級(jí)反應(yīng)槽中，剩下的流程同以上的步驟，經(jīng)過(guò)處理后的汞的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是處于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.005mg/L；倘若出現(xiàn)的數(shù)值不符合標(biāo)準(zhǔn)，那就需要進(jìn)行三級(jí)反應(yīng)槽繼續(xù)處理，直到符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值即可。針對(duì)排放到下部分的濃漿也要進(jìn)行一定的處理，主要是經(jīng)過(guò)壓濾處理，有一部分的濾液重新返回到池子中去，還有一部分含汞的污泥則要按照危險(xiǎn)廢物進(jìn)行銷(xiāo)毀。反應(yīng)方程式見(jiàn)式子（1）所示。

含有汞的廢水，其水質(zhì)波動(dòng)性很大，由于存在很多的成分，所以不方便進(jìn)行定量方面的分析處理，需要不斷地進(jìn)行調(diào)節(jié)間歇操作，工作的頻率加大，對(duì)于體系的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了一定的影響。經(jīng)過(guò)測(cè)定和計(jì)算，在含有汞的污泥當(dāng)中，有60%的是絮凝劑，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比進(jìn)行水處理所使用的絮凝劑的量要大，汞在其中的比例完全是微乎其微的，剩下的40%的是其余的組分含量。所以，基于這種情況下，對(duì)于工藝流程很有必要進(jìn)行處理，進(jìn)而降低操作方面的難度系數(shù)，提高整體的運(yùn)行效率，從而能穩(wěn)定生產(chǎn)，逐漸使得水質(zhì)水平得到提高[2]。

2 問(wèn)題分析及改進(jìn)方案

為了將堿洗塔中的溶液成分弄清楚，就要從汞這種物質(zhì)在堿性和高氯離子的濃度條件下是如何存在的，存在的形式都有什么，這些都必須弄得很清楚。通常的做法是把氯化汞溶解到蒸餾水中，然后經(jīng)過(guò)相關(guān)的試驗(yàn)進(jìn)行分析，所電離出的汞離子的濃度要比實(shí)際計(jì)算的低。大部分的汞都是通過(guò)絮凝劑進(jìn)行沉淀，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分離的目的。由于使用絮凝劑進(jìn)行沉降的時(shí)間消耗得比較長(zhǎng)，因此，進(jìn)行自動(dòng)化的生產(chǎn)受到了阻礙。所以，我們要對(duì)廢水中的膠體物質(zhì)以及絮凝劑之間進(jìn)行分離操作。通過(guò)相關(guān)的分析對(duì)比，主要選擇了膜分離工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汞廢水的處理。

2.1 含汞廢水中物質(zhì)粒徑

通過(guò)相關(guān)的試驗(yàn)對(duì)含汞廢水中的物質(zhì)的粒徑進(jìn)行了分析，一般是有這三個(gè)主要的特點(diǎn)：1）利用激光粒度儀對(duì)HgCl2溶液中加入Na2S反應(yīng)后的生成物HgS進(jìn)行相關(guān)的分析，其粒徑大約是0.4微米。2）通過(guò)運(yùn)用微孔濾膜來(lái)對(duì)含汞廢水進(jìn)行處理，一般使用的微孔粒子的直徑是0.45μm，有的是0.3μm的都是可以的，對(duì)于廢水中某些含汞的粒子粒徑大于0.45微米的將被濾除去，留下的一般是別的汞物質(zhì)了，不再是硫化汞了。粒子的直徑一般都是比0.3微米小的。3）在含汞的廢水中，大都含有一些HgCl2分子，以及Hg2+的鹵素絡(luò)合物，HgCl2分子能夠溶解到水中，但是一般不會(huì)出現(xiàn)電離的現(xiàn)象，也不和S2-進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；在含汞的廢水中，也存在一些可以部分進(jìn)行電離的Hg2+，可以同Na2S反應(yīng)產(chǎn)生HgS沉淀，不過(guò)由于HgS顆粒的粒徑不是很大，廢水中的氯絡(luò)汞離子，可以有效的降低其余的金屬膠體和絮凝劑膠體。

2.2 膜工藝分析

基于以上的分析，主要采用的是微孔濾膜的粒徑為0.2μm的濾膜對(duì)于含汞廢水進(jìn)行分離，為了保證水的透明度情況，以及將雜質(zhì)去除的效率，在對(duì)之進(jìn)行微孔過(guò)濾之前，要運(yùn)用保安過(guò)濾器進(jìn)行事先的過(guò)濾處理，以此來(lái)確保微濾膜能夠比較平穩(wěn)的進(jìn)行運(yùn)作。對(duì)于水中的雜質(zhì)的形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的考慮之后，為了有效保證這些裝置能夠有效地除去水中的沉淀物質(zhì)，在經(jīng)過(guò)微孔過(guò)濾之后，進(jìn)一步運(yùn)用納濾膜再次過(guò)濾，從而確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3 吸附劑

對(duì)于溶解能力很低的含汞物質(zhì)，一般選擇使用具有高吸附能力的材料進(jìn)行裝填吸附床的處理。

3 含汞廢水深度連續(xù)處理工藝

3.1 改進(jìn)工藝流程

含有汞的廢水經(jīng)過(guò)中和池調(diào)節(jié)pH值后，然后加入Na2S進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，之后再其內(nèi)繼續(xù)加入絮凝劑，進(jìn)行壓濾處理。壓濾后的濾液再經(jīng)過(guò)一個(gè)保安過(guò)濾器，輸送至微濾膜過(guò)濾器中，處理后的廢水繼續(xù)經(jīng)過(guò)納濾膜系統(tǒng)處理，將其中的汞以及其他的雜質(zhì)一并除去。在納濾單元中，含汞廢水一般會(huì)被分開(kāi)，成為兩股流體，即被滲透液和濃縮液。其中的滲透液經(jīng)過(guò)過(guò)濾組件，之后進(jìn)入清液儲(chǔ)罐中，然后清液又被進(jìn)行了吸附床的處理后，保證汞的含量在0.005mg/L之內(nèi)。經(jīng)過(guò)納濾膜的過(guò)濾處理之后，濃縮液中的汞的含量比較高，然后進(jìn)入污泥濃縮池當(dāng)中。

3.2 改進(jìn)工藝用藥量

1）依據(jù)Hg2+的含量多少確定所要加入的Na2S，根據(jù)之前依據(jù)總的汞計(jì)算的15倍，減少成依據(jù)Hg2+計(jì)算的2倍。

2）所需要加入的絮凝劑的量，按照之前的合格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行轉(zhuǎn)變成保證濁度比30NTU小即可，也就是說(shuō)現(xiàn)在的加入水量為0.005%。

3）運(yùn)用微濾膜之后，對(duì)于絮凝劑的選擇，目前主要使用的是FeCl3。

3.3 運(yùn)行數(shù)據(jù)

經(jīng)過(guò)工藝的改進(jìn)后，含汞廢水處理數(shù)據(jù)見(jiàn)表1中所示。

表1 含汞廢水處理數(shù)據(jù)

4 結(jié)論

綜上所述，這個(gè)工藝流程主要是按照廢水中Hg2+的含量進(jìn)行Na2S的用量的確定，依據(jù)濁度的數(shù)值進(jìn)行絮凝劑的用量確定，這樣能夠減少含汞污泥量，也可以促進(jìn)高吸附性材料的解吸，處理后的水還可返回用作水堿洗配堿。

[1]李忠衛(wèi)，龍燕，曹學(xué)新.再生汞企業(yè)的含汞廢水產(chǎn)生及治理狀況[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2014（02）.

[2]戴智慧，馮新斌，李平，等.貴州萬(wàn)山汞礦區(qū)自然土壤汞污染特征[J].生態(tài)學(xué)雜志，2011（05）.

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1674-6708（2015）145-0120-02

王東琳，工程師，本科，研究方向：化學(xué)工程