CN102329054B

CN102329054B - 一种基于化学沉淀法的含汞废水处理方法

Info

Publication number: CN102329054B
Application number: CN 201110262596
Authority: CN
Inventors: 沈宗庆; 黄晓阳
Original assignee: YUNNAN XINGXIAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: YUNNAN XINGXIAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2031-09-06
Also published as: CN102329054A

Abstract

本发明公开了一种基于化学沉淀法的含汞废水处理方法。包括汞处理沉淀剂制备、汞处理絮凝剂制备、初次化学沉淀处理和深度化学沉淀。其中的深度化学沉淀是化学沉淀法中凝聚沉淀法与硫化沉淀法的综合应用。该方法能够处理的废水汞含量范围为0.01mg/L～30mg/L，最终出水含汞量可降低至0.005mg/L以下，与目前企业最常用的化学沉淀-活性炭吸附法相比，操作更简便，生产成本更低，对废水水质的适应性更强。特别适用于氯碱、聚氯乙烯行业对含汞废水处理的需求，具有良好的应用前景。

Description

一种基于化学沉淀法的含汞废水处理方法

技术领域

本发明属于工业污水处理技术领域，涉及工业含汞废水的达标处理技术，具体涉及一种基于化学沉淀法的含汞废水处理方法。

背景技术

传统的含汞废水处理方法主要有化学沉淀法、金属还原法、活性炭吸附法、离子交换法、电解法和微生物法。化学沉淀法优点：是高浓度汞离子废水处理的优先选择，技术容易实现。缺点：对低浓度汞废水处理不彻底，最佳处理效果约0.006mg/L。金属还原法可处理成分单一的含汞废水，反应速率高，但脱汞不完全。活性炭吸附法在汞含量高时有很高的脱汞效率，汞含量低时效率下降，出水中汞含量可低至0.002mg/L；缺点：操作复杂、成本高、水质波动易导致超标。离子交换法受水中杂质影响大，成本高。电解法可处理达标，但投资成本高、电耗大、易生成汞蒸汽造成二次污染。微生物法在试验研究中展现了广阔的发展前景，但仍有很多问题制约了其工业化应用。

根据各处理方法的处理上限以及技术经济性，氯碱、聚氯乙烯行业处理含汞废水的方法主要为化学沉淀法+活性炭吸附法。即首先利用化学沉淀法将高浓度含汞废水处理至含汞0.02mg/L～0.05mg/L后，再经活性炭吸附，汞含量会降低至0.002～0.012mg/L之间。而活性炭的处理效果与若干因素有关，通过增大活性炭用量以及增加接触时间均可以提高汞的去除率，可以获得极低的出水汞含量，满足国家排放标准的要求。但在实际生产操作中，这种方法易受水质波动影响导致不能稳定达标排放，兼之受活性炭吸附容量限制，活性炭经常需要再生和更换，成本高，经济性差。如何克服这些不足，就成为现有技术中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于化学沉淀法的含汞废水处理方法，以简化操作、降低成本、提高对废水水质的适应性，从而更好地满足氯碱、聚氯乙烯行业对含汞废水处理的需求。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

一种基于化学沉淀法的含汞废水处理方法，包括以下步骤：

1、汞处理沉淀剂制备：

①配制培养液，该培养液为含SO₄ ^2-1000～3000mg/L、NH₄H₂PO₄0.006～0.008mg/L、CO(NH₂)₂0.008～0.015mg/L、CH₃CH₂OH300～400mg/L的水，调节培养液pH值为6.5；

②将培养液注入厌氧污泥床反应器中，并投加硫酸盐还原菌种，投加量为10～20g/L；

③保持厌氧反应器内培养液持续进水量为2L/h，隔绝空气，保持体系的厌氧状态进行循环，循环流量为进水量的20倍，厌氧反应器顶部气体以碱液进行吸收，反应温度控制为30～40℃，反应3～7日后得到汞处理沉淀剂；汞处理沉淀剂用容器密封，置于温度15～25℃环境下保存，备用；

2、汞处理絮凝剂制备：配制含硫酸亚铁5～10％的水溶液，即为所需的汞处理絮凝剂；

3、化学沉淀处理：采用硫化沉淀法或凝聚沉淀法对含汞废水进行预处理，得到汞含量0.02mg/L～0.05mg/L的中间废水；

4、将步骤(3)处理后得到的中间废水置于容器中，加入汞处理沉淀剂混合，汞处理沉淀剂的添加量为20～40mg/L，反应10～60s，然后加入汞处理絮凝剂，汞处理絮凝剂的添加量为15～200mg/L，反应20min或更长时间，再经沉淀后得到达标的清水。

步骤(3)所述的中间废水的pH值为6～9，优选为pH值8～9。

步骤(4)所述的容器为一体化净水器，优选为宜兴耀天环保设备有限公司生产的ZNJ-10一体化净水器。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明方法能够处理的废水汞含量范围为0.01mg/L～30mg/L，最终出水含汞量可降低至0.005mg/L以下，与目前企业最常用的化学沉淀-活性炭吸附法相比，操作更简便，生产成本更低，对废水水质的适应性更强。特别适用于氯碱、聚氯乙烯行业对含汞废水处理的需求，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明基于化学沉淀法的含汞废水处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但附图和实施例并不是对本发明的限定。

实施例1

在云南省安宁市连然镇青武山.云南盐化股份有限公司昆明盐矿对排出的含汞废水进行除汞处理试验。

1、试验地环境：

碱洗涤塔废碱液Hg0.02mg/L～0.3mg/L，更换触媒时汞含量大幅提升，汞含量最高达21mg/L，此部分废水约20～50m³/d。

2、试验条件：

化学沉淀除汞装置，一体化除汞装置

3、试验过程：如图1所示

①制备汞处理沉淀剂：

硫酸盐还原菌(SRB)是一类形态各异、营养类型多样、能利用硫酸盐或者其他氧化态硫化物作为电子受体来异化有机物质的严格厌养菌。它们生长能力强，广泛存在于土壤、水田、湖、沼泽、河川底泥、海水、石油矿床、反刍动物的第一胃、地下管道以及油气井等缺氧环境中。SRB不仅具有广泛的基质谱，生长速度快，还含有不受氧毒害的酶系，因此可以在各式各样的环境中生存。如无现成菌种，只需到上述环境中刮取部分污泥，作为菌种即可。

在废水处理中，硫酸盐还原菌具有以下特性：生存能力强，代谢谱较宽，可利用很多物质作为底物；可以以SO₄ ^2-为电子受体氧化有机物，将硫酸盐还原为硫化物，化学方程式表达为：SO₄ ^2-+2C+2H₂O＝2HCO₃ ^-+H₂S或SO₄ ^2-+COD＝HS^-+CO₂，硫化物可与废水中的汞离子反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而去除汞离子；其胞外聚合物有较好的吸附作用。

硫酸盐还原菌利用生物硫酸盐还原反应，将水体中的硫酸根离子还原成为-2价硫离子，所形成的含硫离子及硫酸盐还原菌的混合液体，可直接利用，作为汞处理沉淀剂。

制备汞处理沉淀剂的实例如表1所示：

表1

*浓度单位：mg/L

*ORP单位：mv

*VFA、ALK单位：mmol/L

②制备汞处理絮凝剂：硫酸亚铁，配制成为含硫酸亚铁5～10％的溶液。

③汞处理沉淀絮凝装置：是集反应、絮凝沉淀、集水、配水、过滤、体内反洗、排泥等为一体的净水设备。净水器种类很多，市场上有多种型号，优选为宜兴耀天环保设备有限公司生产的一体化净水器ZNJ-10。

④化学沉淀除汞：对含汞废水进行化学沉淀法处理，水体中的汞含量下降至约0.02mg/L～0.05mg/L。

⑤化学沉淀处理后的废水进入一体化净水器ZNJ-10，汞处理沉淀剂由计量泵打入进水管道，随废水一同进入沉淀絮凝装置的第一混凝反应槽，加入量与进水量的关系为：20～40mg/L；第一混凝反应槽内硫离子与汞离子反应后，废水通过第一混凝反应槽出水管进入第二混凝反应槽，汞处理絮凝剂由计量泵打入第一混凝反应槽出水管，随废水一同进入第二混凝反应槽，加入量与进水量的关系为：15～200mg/L；第二混凝反应槽内沉淀自然下沉，其余较轻的颗粒及矾花随水流经布水管进入斜板沉淀区，经斜板沉淀区对矾花的捕集后，澄清水通过出水管流出。

控制本工序的水体pH值为6～9，以8～9效果最优。由于前期化学沉淀法处理过程中，硫化沉淀法一般控制pH值为7～8，凝聚沉淀法一般控制pH值为8～10，与本工序的pH控制指标区别不大，一般不需额外控制。如需控制，可在进入本工序前即先行调整。

除汞处理实例见表2：

表2

由表2可知：1、废水经工序④⑤处理后，出水汞含量均低于0.005mg/L，达到了《烧碱聚氯乙烯工业水污染物排放标准(GB 15581-1995)》的排放规定；2、废水pH值控制在偏碱性条件下，对除汞结果更为有利。3、工序⑤对进水中汞的去除效率达到了90％以上，具体为90％～95％，与原有技术活性炭除汞对同样进水条件下汞去除率平均80％左右，具有更高的汞去除效率。4、最终出水的处理结果表明，本技术对进水的适应性比原有技术活性炭除汞更强。

本发明的技术方案基于以下认识：

化学沉淀法除汞是工业上处理含汞废水的成熟技术，又分为凝聚沉淀法与硫化沉淀法两种，其除汞机理如下：凝聚沉淀法：在含汞废水中加入石灰，形成氢氧化钙，对汞离子进行凝聚吸附。在三价铁离子存在的情况下，对汞离子的凝聚吸附作用效果更好。硫化沉淀法：汞离子与硫离子反应生成稳定的溶解度极小的硫化汞沉淀。《烧碱聚氯乙烯工业水污染物排放标准(GB15581-1995)》，标准中对于总汞的最高允许排放浓度规定为0.005mg/L，而传统意义上的化学沉淀法的最终处理效果仅能满足达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》总汞最高允许排放浓度0.05mg/L的要求，最佳处理效果约0.006mg/L。

本技术对含汞废水的处理流程实际是在化学沉淀法之后进行的深度化学沉淀，是化学沉淀法中凝聚沉淀法与硫化沉淀法的综合应用。经化学沉淀法对含汞废水进行先期处理后，水体中的汞含量会降低至0.02mg/L～0.05mg/L，向水中投加汞处理沉淀剂，汞处理沉淀剂中含有硫离子成分，与汞离子反应生成稳定的溶解度极小的硫化汞沉淀。这部份硫化汞微粒凝聚沉淀效果不好，必然导致水相中检出过高的含汞量，因此采取投加絮凝剂+强化絮凝的手段，使含汞的固态微粒与液相彻底分离。同时由于汞处理沉淀剂中含有微生物菌体，其胞外聚合物的吸附作用促进了汞的去除。

Claims

1.一种基于化学沉淀法的含汞废水处理方法，包括以下步骤：

(1)汞处理沉淀剂制备：

①配制培养液，该培养液为含SO₄ ^2-1000～3000mg/L、NH₄H₂PO₄0.006～0.008mg/L、CO(NH₂)₂0.008～0.015mg/L、CH₃CH₂OH300～400mg/L的水，调节培养液pH值为6.5;

②将培养液注入厌氧污泥床反应器中，并投加硫酸盐还原菌种，投加量为 10～20g/L ;

③保持厌氧反应器内培养液持续进水量为2L/h，隔绝空气，保持体系的厌氧状态进行循环，循环流量为进水量的20倍，厌氧反应器顶部气体以碱液进行吸收，反应温度控制为30～40℃，反应3～7日后得到汞处理沉淀剂；汞处理沉淀剂用容器密封，置于温度15～25℃环境下保存，备用;

（2）汞处理絮凝剂制备：配制含硫酸亚铁5～10%的水溶液，即为所需的汞处理絮凝剂；

（3）化学沉淀处理：采用硫化沉淀法或凝聚沉淀法对含汞废水进行预处理，得到汞含量0.02mg/L～0.05mg/L的中间废水；

（4）将步骤（3）处理后得到的中间废水置于容器中，加入汞处理沉淀剂混合，汞处理沉淀剂的添加量为20～40 mg/L，反应 10～60s，然后加入汞处理絮凝剂，汞处理絮凝剂的添加量为15～200mg/L，反应20min或更长时间，再经沉淀后得到达标的清水。

2.根据权利要求1所述的基于化学沉淀法的含汞废水处理方法，其特征在于：步骤（3）所述的中间废水的pH值为6～9。

3.根据权利要求1所述的基于化学沉淀法的含汞废水处理方法，其特征在于：步骤（3）所述的中间废水的pH值为8～9。

4.根据权利要求1所述的基于化学沉淀法的含汞废水处理方法，其特征在于：步骤（4）所述的容器为一体化净水器。