CN102874956B - 一种含汞工业废水处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含汞工业废水处理工艺；属于治理废水技术领域。其步骤是：向被处理废水中加入水稀释调整酸碱度；加入沉银剂氯化钾沉银，回收银；加粉状活性炭，载有机物焚烧处置；加水合肼还原，得海绵汞回收；滤液达标外排放；本发明工艺简便、合理、可靠性好。主要用于对汞弧整流器、水银真空泵、汞灯、电池以及各种测温、测压仪器等产品生产过程中产生的含汞工业废水进行处理。

Description

一种含汞工业废水处理工艺

技术领域

本发明涉及一种治理废水新工艺，具体地说，涉及一种含汞工业废水处理新工艺。 

背景技术

汞（ Hg），俗称水银，即是在常温下也极易挥发，众所周知：汞及其化合物均有剧毒，可通过呼吸道、皮肤或消化道不同途径侵入人体。汞的毒性是积累的，需要很长时间才能表现出来，食物链对于汞有极强的富集能力，淡水鱼和浮游植物对汞的富集倍数约为1000，淡水无脊椎动物约为100000，海洋动物约为200000。由于汞的高渗透性，对于工厂产生及排出的气、水、固体渣中的汞含量应限制在国家允许的最高含量以内才能排放。 

对汞的开采、生产工艺、制造加工生产过程中会产生大量的含汞废水，比如生产汞弧整流器、水银真空泵、汞灯、电池以及各种测温、测压仪器等行业会产生大量的含汞工业废水。该含汞工业废水主要特性及化学成份：废水带浅黄色，酸性较强，无刺激性气味，未见沉淀物，比重1.20；含汞（ Hg）>1.2g/L, 银（Ag）<1.0g/L, 同时含有机物，但不含砷（As）、铬(Cr)、镉(Cd)、铜(Cu)、镍(Ni)、铁(Fe)等金属。为此，多年来，不少科技工作者对汞的开采、生产工艺、制造加工到“三废”的治理等方面进行了大量的工作。相关文献中，已有针对含汞废水处理方法的记载，2001年05月16日，中国发明专利申请公布号CN1295031A，公开了一种去除生活饮用水中的砷、铅、铬、镉、汞的方法，该专利采用向被处理水中加入漂白粉、硫酸亚铁、氢氧化钠的方法除去五元素，其中除汞原理是使汞生成Hg₂CrO₄和HgO，再利用氢氧化铁和氢氧化亚铁在碱性环境中吸附能力强的特性进行吸附沉淀，该方法在实际生产中难以应用，工业化程度低，去除效果差，过滤难度大，特别难以处理高浓度的含汞废水。此外，2005年9月28日 中国发明专利申请公开号CN1673117A又公开了一种含汞废水的处理方法，其技术方案是：向被处理水中加入 Na₂S溶液，使被处理水中的Hg与Na₂S反应生成HgS，调节pH值在7-9之间，再用Hg 有机絮凝剂,生成HgS絮状沉淀，将所得物料过滤，使HgS絮状沉淀与被处理水分离，得到处理合格的水溶液。但由于废水的复杂性，特别是涉及一些贵重金属的流失,单一的沉淀Hg难以达到排放或回用要求.综上所述，现在的去除水中含汞的方法需进一步改进。 

发明内容

本发明主要针对汞弧整流器、水银真空泵、汞灯、电池以及各种测温、测压仪器等产品生产过程中产生的含汞工业废水进行处理，对其物化性质进行了深入试验与研究，提出了一种含汞工业废水处理新工艺，该工艺简便、合理、可靠性好；含汞工业废水经过物化处理，银、汞可定量回收。处理过程不产生废渣、废气，外排水可达到国家标准要求（0.05mg/L）。 

本发明的技术方案是：一种含汞工业废水处理新工艺，其步骤是： 

①向被处理水中加入水稀释调整酸碱度，调整酸碱度至每升废水含H⁺浓度1M；

②加入沉银剂氯化钾沉银，沉银剂的加入量为被处理水中含银理论需量的1.2-1.3倍，搅拌20分钟；过滤洗涤，产生的含银化合物按传统工艺回收银；滤液中按每升废水中加入1.5克活性炭的标准计加粉状活性炭，搅拌10分钟后再过滤洗涤，得含Hg滤液；滤渣为载有机物的活性炭，集中，送炼铜高炉中焚烧处置；

③含Hg滤液用NaOH调pH值至4.5，加入水合肼还原，使pH值变为8.0-8.5，搅拌5-10分钟，放置30分钟, 过滤，洗涤至中性，得海绵汞；滤液达标外排放；

④将海绵汞放入石英舟上，石英舟置石英管中，在管状炉内常温干燥，接着升温至400℃使汞挥发，冷凝收集，得高纯金属汞。

本发明的有益效果在于：与原有的水解法、萃取法相比，本发明用化学方法先沉银，活性炭吸附有机物后，直接用水合肼还原沉淀，无须借助氢氧化铁和氢氧化亚铁等沉淀剂，在反应中pH值的控制可直接由水合肼的加入量来控制调节，不需要再通过添加氢氧化钠来调节，简化了操作程序，降低处理成本，系简便、合理、可靠的新工艺，使处理过程中不增加新的杂质，在处理过程中无废气产生，不会带来第二次环境污染，同时，回收银、汞后的水不经净化可直接达标外排。本发明可处理高浓度的含汞废水，当废水中所含汞浓度高时，只需通过加大水合肼溶液用量、控制反应终点的pH值即可达到理想的处理效果。 

附图说明

图1为本发明含汞工业废水处理工艺流程图。 

图2为本发明沉淀率与沉银剂用量关系图。 

图3为本发明沉淀率与反应时间关系图。 

图4为本发明废水中汞量与水合肼用量关系图。 

具体实施方式

本发明以下结合附图和具体实施例做进一步描述，但并不是限制本发明。 

实施例： 

一种含汞工业废水处理新工艺，具体工艺流程参见附图1。

取1L含汞工业废水，调整酸碱度，加入沉银剂氯化钾，搅拌20分钟左右, 过滤洗涤，产生的含银化合物按传统工艺回收银。滤液中加入粉状活性炭，搅拌10分钟左右后，再过滤洗涤。载有机物的活性炭集中处置（炼铜高炉中焚烧）。滤液用NaOH调pH值至4.5，加入10ml水合肼，此时pH值变为8.0-8.5，搅拌数分钟，放置30分钟, 过滤洗涤至中性，滤液可达标排放。 

将海绵汞放入石英舟中，石英舟置石英管中，在管状炉内干燥，接着升温至400℃使汞挥发，冷凝收集，可获得高纯金属汞。 

1、工艺流程说明 

a)   含汞工业废水与酸碱度调整

以1L含汞工业废水为例，因含汞工业废水酸度较高，同时含有机物，为了定量的回收银，故需先加水稀释调整酸碱度至每升废水含H⁺浓度1M。

b)   沉淀法回收银 

取1升调整酸碱度后的废水，加入1.5克沉银剂，搅拌20分钟, 过滤，用去离子水洗涤至中性，含银化合物按传统工艺回收银。

c)   活性炭除有机物 

沉银后的滤液中加入1.5克粉状活性炭，搅拌10分钟, 过滤，载有机物的活性炭用去离子水洗涤至中性，集中处理（可用于高炉炼铜时焚烧）。

d)   水合肼还原汞 

活性炭吸附后的含汞滤液用NaOH调pH值至4.5，加入10 ml水合肼（85%）还原，搅拌数分钟, 然后静置30分钟, 过滤，用去离子水洗涤至中性，所得海绵汞进行密封储存，然后集中提纯。

e)   汞的提纯 

海绵汞置于石英舟中，石英舟放入石英管中，管状炉低温干燥，然后逐渐升温至400℃，汞挥发冷凝收集，获得高纯汞。

2、试验 

数据来源：含汞工艺废水来自福建某厂。

检测仪器、设备 

电子天平：FA104N；原子吸收光谱仪：TASS-990；管状炉：配相应的石英管、石英舟；

检测方法：根据原液及试验过程中Hg、Ag含量分别采用重量法、容量法、分光光度法和原子吸收光谱进行检测。

3、试验分析 

a)沉银剂的用量与时间试验

沉淀剂的加入量与废水中的银量有关，加入量过大使银呈络阴离子而转入溶液，此时银沉淀不完全。沉银速度与反应时间关系不大。经试验，沉银剂的加入量为银量的1.2-1.3倍，搅拌20分钟，过滤洗涤至中性，其银的沉淀率>99.96%。试验结果见附图2和附图3。

b)活性炭除有机物试验 

在试验中发现含汞工业废水带浅黄色不是金属离子所致，而是一种高分子的有机物，它的存在直接影响到汞的还原效果，采用活性炭吸附可以消除其干扰。试验结果:1升废水中加入1.5克粉状活性炭，搅拌10分钟即脱色完全。同时，在上述体系中活性炭不吸附汞。

c)   水合肼还原汞试验 

汞是较易被还原的金属之一，曾企图采用锌粉还原汞，但未达到预期效果，即使能还原完全也将会使下一步的操作复杂化。水合肼是一种较理想的还原剂，对pH值要求不严格，还原速度快，效果好。经反复试验，1升废水(含Hg约1.2克)，只需10ml水合肼，30分钟内即可将Hg定量还原。试验中水合肼加入后最终pH 值为8.0-8.5，符合国家对外排水的要求。试验结果见附图4。

Claims (1)

1.一种含汞工业废水处理工艺，其特征在于：工艺步骤是：

①向被处理水中加入水稀释调整酸碱度，调整酸碱度至每升废水含H⁺浓度1M；

②加入沉银剂氯化钾沉银，沉银剂的加入量为被处理水中含银理论需量的1.2-1.3倍，搅拌20分钟；过滤洗涤，产生的含银化合物按传统工艺回收银；滤液中按每升废水中加入1.5克活性炭的标准计加粉状活性炭，搅拌10分钟后再过滤洗涤，得含Hg滤液；滤渣为载有机物的活性炭，集中，送炼铜高炉中焚烧处置；

③含Hg滤液用NaOH调pH值至4.5，加入水合肼还原，使pH值变为8.0-8.5，搅拌5-10分钟，放置30分钟, 过滤，洗涤至中性，得海绵汞；滤液达标外排放；

④将海绵汞放入石英舟上，石英舟置石英管中，在管状炉内常温干燥，接着升温至400℃使汞挥发，冷凝收集，得高纯金属汞。

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