含汞廢水處理工藝運(yùn)行常見問題及解決措施

楊興娟，史志偉，李開明

（北京中科國益環(huán)保工程有限公司，北京 100080）

1 含汞廢水來源與特性

中國用汞行業(yè)主要包括燃煤、有色金屬、垃圾焚燒、氯堿、采礦、冶煉等[1]，其中，PVC 用汞量占消耗總量的50%～60%[2]。汞作為稀缺資源，供應(yīng)量逐年降低，而電石法聚氯乙烯行業(yè)對汞資源的消耗卻隨生產(chǎn)擴(kuò)能與日俱增。因此，如何降低汞消耗，控制汞排放是生產(chǎn)企業(yè)亟待解決的環(huán)境任務(wù)，也是實現(xiàn)聚氯乙烯行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2 現(xiàn)有含汞廢水處理工藝簡介

含汞廢水處理方法基本可歸納為以下幾類：傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法、離子交換法、還原法、吸附法、電解法、汞齊提取法、微生物處理法等[3]?，F(xiàn)有含汞廢水處理工藝概述見表1。

由表1可知，當(dāng)今含汞廢水處理工藝在工程應(yīng)用過程中需根據(jù)各企業(yè)水質(zhì)特點(diǎn)選擇適當(dāng)處理技術(shù)，盡量降低技術(shù)缺陷，確保出水達(dá)標(biāo)。因而，新技術(shù)研發(fā)及現(xiàn)有工藝改進(jìn)、優(yōu)化是含汞廢水處理技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的重點(diǎn)研究內(nèi)容。北京中科國益環(huán)保工程有限公司經(jīng)過多年努力與探索，基于化學(xué)沉淀法研發(fā)一種含汞廢水物化處理新工藝，該工藝采用全新自主研發(fā)藥劑，具有設(shè)備緊湊、操作簡便、無資源浪費(fèi)等特點(diǎn)。

3 新工藝特點(diǎn)

復(fù)合助劑IAMD-08的研發(fā)是新工藝系統(tǒng)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行的必要因素，是該工藝技術(shù)特點(diǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，復(fù)合助劑IAMD-08是通過多年的試驗總結(jié)、工程應(yīng)用經(jīng)驗等成功研發(fā)的新型助劑產(chǎn)品，已獲得中國國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利。

復(fù)合助劑由多種離子及金屬元素組成，其中的絮凝離子在水中迅速生成大分子基團(tuán)，捕捉生成的硫化汞細(xì)微固體，基團(tuán)中金屬有效離子及分子與硫化汞固體形成類晶體顆粒，并隨著反應(yīng)時間增加，類晶體顆粒逐漸增大，有效地避免了過量的硫化物與生成的硫化汞固體接觸，防止過量硫化物溶解硫化汞的反應(yīng)發(fā)生，有效提高了廢水中汞離子的固化效果，極大地改善了直接硫化物沉淀法無法穩(wěn)定運(yùn)行的缺陷，具有易實施、效果顯著，無二次污染等特點(diǎn)，適合各類含汞廢水新建及整改項目工程。

表1 現(xiàn)有含汞廢水處理工藝概述表

（1）對水質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)，具有較高的抗沖擊負(fù)荷能力，適合低、中、高濃度含汞廢水處理。

（2）工藝先進(jìn)、技術(shù)成熟、處理效果穩(wěn)定，選用的物化處理工藝可嚴(yán)格預(yù)防和防治突發(fā)事件，設(shè)置突然事故應(yīng)急措施，常年運(yùn)行過程能保證出水達(dá)標(biāo)。

（3）設(shè)備采用全自控模式，運(yùn)行管理便捷，一體化設(shè)備系統(tǒng)化程度高、占地緊湊、維修量小。

（4）設(shè)備運(yùn)行效率高，化學(xué)藥劑循環(huán)使用，避免非必要消耗，節(jié)約運(yùn)行成本。

（5）采用連續(xù)加藥方式，系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)方式靈活，可隨時根據(jù)水質(zhì)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，應(yīng)急措施實施簡便。

（6）過濾裝置反洗條件設(shè)置嚴(yán)格，充分保證分離效果。

（7）含汞污泥及時排除體系，保證系統(tǒng)更加安全。

4 工藝調(diào)試運(yùn)行常見問題及解決措施

該公司成功地將自主研發(fā)的《一種含汞廢水處理方法》（專利號2011 1 0042926.3）應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，已為多家國內(nèi)企業(yè)建成含汞廢水處理工程，并已穩(wěn)定運(yùn)行。通過經(jīng)驗總結(jié)，工藝優(yōu)化，結(jié)合試驗數(shù)據(jù)及理論分析，已形成完善的工程設(shè)計、安裝及調(diào)試運(yùn)行體系?，F(xiàn)就含汞廢水處理技術(shù)應(yīng)用常見問題進(jìn)行總結(jié)，提出科學(xué)、有效的解決措施。

4.1 系統(tǒng)內(nèi)pH 值控制困難

含汞廢水中汞的主要來源是以炭為載體的氯化汞觸媒，由于氯化汞的升華特性，導(dǎo)致氯乙烯氣體中含有大量的氯化汞蒸氣及氯化氫氣體[4]，粗氯乙烯混合氣體經(jīng)水洗、堿洗或更換觸媒等單元操作產(chǎn)生大量的含汞廢水，由于氯化氫存在，導(dǎo)致水洗廢水的pH 值極低，而堿洗廢水的pH 值極高，二者中和后進(jìn)行后續(xù)處理。

由水洗、堿洗產(chǎn)生的含汞廢水的pH 值很難控制及確定，短時間內(nèi)調(diào)節(jié)很難達(dá)到理想效果，當(dāng)廢水的pH 值超過系統(tǒng)要求，將會極大降低汞的固化效果，增加出水中汞濃度，系統(tǒng)無法穩(wěn)定運(yùn)行。

解決措施：設(shè)置前處理調(diào)節(jié)池，在穩(wěn)定均化水質(zhì)的同時，初始調(diào)節(jié)pH 值到一定范圍，保證含汞廢水進(jìn)入一體化除汞裝置內(nèi)，可微調(diào)節(jié)處理后達(dá)到預(yù)定pH 值范圍。

同時，作為也是事故調(diào)節(jié)池，將不合格產(chǎn)水及沖洗水收集后再次進(jìn)入系統(tǒng)處理。

4.2 混凝池礬花較小，沉淀難

混凝體系內(nèi)，混凝劑用來強(qiáng)化混凝效果，達(dá)到增強(qiáng)懸浮固體沉淀效果的目的。由于含汞廢水處理體系內(nèi)形成的硫化汞固體顆粒極其微小，很難靠自身重力沉淀，在沉淀環(huán)節(jié)前，設(shè)置混凝環(huán)節(jié)。但往往該環(huán)節(jié)很難達(dá)到預(yù)期效果，形成的礬花較小，很難在沉淀環(huán)節(jié)分離。

經(jīng)過多個工程水質(zhì)分析，各企業(yè)原料類型、配方及廢水產(chǎn)生主導(dǎo)單元的不同，產(chǎn)生廢水水質(zhì)均不同，包括懸浮固體濃度、水中鹽分等指標(biāo)，均會影響混凝劑效果，無法形成最優(yōu)的絮體礬花。

解決措施：項目人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況，在一定混凝劑用量范圍內(nèi)現(xiàn)場考察，選擇科學(xué)、合理的混凝劑用量及配置濃度，達(dá)到最佳混凝效果，為沉淀環(huán)節(jié)提供保障。

4.3 除汞藥劑流失

為保證系統(tǒng)內(nèi)汞轉(zhuǎn)化完全，除汞藥劑用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論用量，待汞完全固化后，過量藥劑隨著廢水流到下一處理單元隨即流入儲泥池，造成藥劑消耗過大，資源浪費(fèi)，運(yùn)行成本過高。

解決措施：該公司考慮到實際工程條件，根據(jù)藥劑特性，研發(fā)復(fù)合助劑，設(shè)計沉淀回流環(huán)節(jié)，科學(xué)設(shè)定回流比例，在保證反應(yīng)體系藥劑濃度的同時，避免了藥劑浪費(fèi)，減少化學(xué)污泥生成量。該環(huán)節(jié)的設(shè)置可減少藥劑用量近50%，同時，提高了反應(yīng)體系內(nèi)的藥劑濃度，增強(qiáng)了汞固化效果，得到了各用戶企業(yè)的一致好評。

4.4 深度處理單元過濾效果差

深度處理單元的設(shè)置，是為進(jìn)一步加強(qiáng)固液分離效果，深度降低廢水中懸浮物濃度，保證出水水質(zhì)。但各別企業(yè)在調(diào)試期間，特別是某些技改利舊項目，深度處理單元出水無法滿足設(shè)計要求。

解決措施：出現(xiàn)此狀況，應(yīng)明確問題發(fā)生原因，分析深度處理單元進(jìn)出水水質(zhì)，某些項目中的出水汞濃度大于進(jìn)水汞濃度情況，說明過濾體系內(nèi)過濾介質(zhì)已喪失截留能力，或處于過度飽和狀態(tài)。當(dāng)水流經(jīng)過時，會夾帶部分已截留含汞物質(zhì)，導(dǎo)致出水指標(biāo)過高。對于污染不是很嚴(yán)重的裝置，應(yīng)及時徹底清洗過濾介質(zhì)；如經(jīng)清洗仍舊無法達(dá)到截留效果，則需更換。

5 結(jié)語

綜上所述，可用于含汞廢水處理的方法有多種，在生產(chǎn)實踐過程中行之有效的方法如傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法、離子交換法、吸附法等，但由于各方法均存在局限性，如使用范圍較窄，除汞效率較低，投資成本或運(yùn)行費(fèi)用等問題，均是其工程應(yīng)用的限制因素，本文闡述的物化處理工藝，從根本上解決了傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法硫過量形成溶解性汞化物的問題，避免硫過量二次污染情況，同時保持化學(xué)沉淀法的汞濃度適用范圍大，系統(tǒng)運(yùn)行成本較低，運(yùn)行管理維護(hù)方便的優(yōu)勢，為高濃度高含鹽含汞廢水的高效處理提供了技術(shù)支撐，可為各大汞污染廢水產(chǎn)生企業(yè)帶來大的環(huán)境效益和社會效益。其工程應(yīng)用前景廣闊。

含汞廢水物化處理工藝在工程應(yīng)用過程中，裝置運(yùn)行狀況良好，處理效果穩(wěn)定，出水汞含量滿足《燒堿、聚氯乙烯工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB15581-95）中一級標(biāo)準(zhǔn)。

［1］尚 謙，張長水.含汞廢水的污染特征及處理.有色金屬加工，1997，（5）：52－65.

［2］劉東升，范紅波.加強(qiáng)汞污染防治促進(jìn)電石法聚氯乙烯行業(yè)健康發(fā)展.中國氯堿，2011，（4）：1－3.

［3］陽爭榮，王洪濤.含汞廢水處理研究進(jìn)展.廣東水利水電，2004，（6）：55－57.

［4］李國棟，周 軍，張新力.電石法聚氯乙烯生產(chǎn)中汞消耗與汞污染的降低.中國氯堿，2009，（3）：42－45.