CN106348484A

CN106348484A - 一种新型深度除汞工艺

Info

Publication number: CN106348484A
Application number: CN201510433738.1A
Authority: CN
Inventors: 许中石; 王旭; 王重斌; 王国敬; 徐涛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2017-01-25

Abstract

本发明采用硫化物沉淀法以及辅助吸附法对含汞废水进行除汞处理。废水除汞装置为硫化汞沉淀法，主要采用间歇操作，根据水中的汞含量将硫化物按一定比例加入，反应后产生硫化汞沉淀，经絮凝沉降后过滤分离后，所得粗滤液经活性炭深度吸附处理后回用。此工艺能够有效的处理含汞废水，减少环境污染，有比较好的应用前景。

Description

一种新型深度除汞工艺

技术领域：

本发明属于化工技术领域，涉及工业含汞污水处理技术，是一种新型的深度除汞工艺。

背景技术：

氯乙烯(vinyl chloride，VCM)是合成聚氯乙烯树脂(PVC)的单体，PVC作为五大通用树脂(PVC、PE、PP、PS和ABS)之一，是一种重要的塑料产品，具有耐磨、耐燃、绝缘、抗腐蚀和机械强度高等诸多优点，广泛用于建材、纤维、电器、日常用具等各个领域。全球氯乙烯的生产工艺主要可以分为电石乙炔法和乙烯氧氯化法两种。

目前，电石乙炔法合成PVC工艺路线在我国占据主导地位。国内一直采用传统乙炔氢氯化工艺的HgCl₂/AC触媒(催化剂)，有剧毒，每生产1吨PVC平均消耗氯化汞催化剂约1.2kg(以氯化汞含量11％计)。在整个PVC生产流程中HgCl₂易升华挥发，PVC合成工段中汞挥发流失从根本上是无法避免的，汞流失量可达500吨/年，流失到大气、水或土壤中的汞，对环境造成污染、对人的身体健康造成严重伤害，这严重制约着乙炔法的可持续发展。此外，我国汞资源相对匮乏，据统计通过开采原生汞矿和汞回收，每年汞供应量约1000～1200吨，且汞资源有枯竭之势，因而对汞资源的过度消耗也限制了电石法生产PVC的发展。因此，汞资源的过渡消耗和汞污染已经成为PVC行业可持续发展的瓶颈。

因此，研究开发乙炔氢氯化制PVC中汞触媒回收工艺，有效的解决汞污染问题，同时实现汞触媒的回收再利用，实现生产工艺清洁、低耗，符合我国当前节能减排和发展循环经济的要求，具有重大的现实意义和深远的战略意义。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种新型高效含汞废水处理工艺，采用硫化物沉淀法以及辅助吸附法对含汞废水进行除汞处理。

本发明采取的技术方案具体包括以下步骤：

1)将工业含汞废水进行纱网过滤，除去浮游物和固体沉淀物等杂质，随后汇集至pH调节池，利用碱石灰将pH值调节至8～10，经过滤除去钙渣后的含汞废液由输送泵打入反应罐内。

2)向步骤1)所得反应罐中的含汞废液中加入硫化物沉淀剂，加入量为废液中汞含量的2～10倍，随后加入质量分数为0.01％～0.03％的絮凝剂进行充絮凝反应2～5h，反应完全后上层清液经砂滤罐过滤后得到含低浓度汞污水的粗滤液和固体残渣，其中汞质量浓度小于0.06mg/L。

3)将步骤2)所得含汞粗滤液由泵打入到废水深度吸附处理装置，并对吸附后污水进行实施汞浓度检查，污水中汞浓度含量符合排放标准直接排放。其中，本工艺中经吸附后的污水中汞含量小于0.003mg/L，达到污水排放标准。当深度吸附处理装置中吸附剂吸附饱和后，再使用脱吸附机对其进行脱吸附处理，使其恢复除汞能力。

4)步骤2)所得HgS沉淀物转移至污泥浓缩池，经污泥浓缩池浓缩后进入固液分离装置(板框压滤机)进行分离后得到硫化汞滤饼，将所得HgS固体装桶密封，回收再利用。

本发明设计污水pH调节池，所选加入碱为碱石灰，价格低廉、易获得，使污水处理成本大幅降低；通过添加沉淀剂对污水中的汞进行沉淀；利用絮凝剂对沉淀物进行凝聚处理；采用吸附装置对含汞粗液进行深度处理，能够有效的处理含汞废水，使汞含量小于0.003mg/L，减少环境污染；实现汞触媒的回收再利用，有比较好的应用前景。

附图说明：

图为新型深度除汞工艺流程示意图

图中：1、含汞废水；2、pH调节罐；3、絮凝剂；4、反应罐；5、污泥浓缩池；6、固液分离装置；7、HgS废饼；8、滤砂罐；9、吸附装置；10、合格废水。

具体实施方式：

根据所附图1，本实施例包含以下步骤：将工业含汞废水进行纱网过滤，除去浮游物和固体沉淀物等杂质，随后汇集至pH调节池，利用碱石灰将pH值调节至8.5，并经过滤除去钙渣后的含汞废液由输送泵打入反应罐内，同时向所得反应罐中的含汞废液中加入硫化钠沉淀剂，加入量为废液中汞含量3倍，随后加入质量分数为0.01％的三氯化铁和聚合氯化铝复合比例为1∶1复合絮凝剂，加入量为复合絮凝剂摩尔含量∶汞摩尔含量＝0.5∶1。在絮凝过程中加入聚丙烯酰胺作为助絮凝剂，提升絮凝效率，助絮凝剂摩尔含量∶絮凝剂摩尔含量＝1∶10。絮凝剂进行充絮凝反应2h，反应完全后上层清液经砂滤罐过滤后得到含低浓度汞污水的粗滤液和固体残渣，分别将反应罐所得HgS沉淀物转移至污泥浓缩池，经污泥浓缩池浓缩后进入固液分离装置(板框压滤机)进行分离后得到硫化汞滤饼，将所得HgS固体装桶密封；所得含汞粗滤液由泵打入到废水深度吸附处理装置，选取活性炭吸附，并对吸附后污水进行实施汞浓度检查，污水中汞浓度含量符合排放标准直接排放。其中，本工艺中经吸附后的污水中汞含量小于0.005mg/L，达到污水排放标准，所得达标污水可经进一步处理后循环利用。

另一实施例不同之处在于利用碱石灰将pH值调节至9.5，硫化钠沉淀剂，加入量为废液中汞含量10倍，加入质量分数为0.02％的三氯化铁和聚合氯化铝复合比例为1∶2复合絮凝剂，加入量为复合絮凝剂摩尔含量∶汞摩尔含量＝1∶1，絮凝剂进行充絮凝反应4h。

另一实施例不同之处在于利用碱石灰将pH值调节至10，硫化钠沉淀剂，加入量为废液中汞含量20倍，加入质量分数为0.03％的三氯化铁和聚合氯化铝复合比例为1∶3复合絮凝剂，加入量为复合絮凝剂摩尔含量∶汞摩尔含量＝1∶1，絮凝剂进行充絮凝反应5h。

另一实施例不同之处在于所选沉淀剂为硫化铵，所选絮凝剂为聚合硫酸铁，所选吸附剂为粉煤灰。利用煤炭燃烧副产废物粉煤灰具有高比表面积的性质特点，将其用作汞吸附剂，实现废物综合利用，减少粉煤灰堆积带来的固体渣污染，进一步降低经济成本，绿色环保。

另一实施例不同之处在于所选沉淀剂为硫化钾，所选絮凝剂为明矾，所选吸附剂为壳聚糖(CS)改性活性炭固体复合吸附剂。活性炭经壳聚糖交联-化学改性后，汞吸附效果和吸附容量得到极大改善。其中固体复合吸附剂制备方法为：将CS溶解于2wt.％～4wt.％的稀醋酸溶液中配制成5wt.％～10wt.％浓度的溶液，然后将与CS质量比为2∶1～5∶1的活性炭加入到上述溶液中浸泡2～4h将CS负载到活性炭上，最后经固液分离洗涤干燥后制备出新型固体复合吸附剂。

另一实施例不同之处在于所选沉淀剂为硫化钾，所选絮凝剂为明矾，所选吸附剂为硅藻土。

Claims

1.本研究开发出一种新型高效含汞废水处理工艺能够有效的处理含汞废水，减少环境污染。

2.根据权利要求1一种新型高效含汞废水处理工艺，其特征在于设计污水pH调节池，通过加入碱对调节污水pH为在8～10，所选碱为碱石灰，价格低廉、易获得(对于Hg²⁺离子，在pH小于2时不发生水解，在pH值围内时，Hg²⁺离子几乎全部水解为Hg(OH)₂，不利于汞的去除，易造成环境污染，因而pH值应控制在8～10之间，Hg²⁺能与S^2-快速生成难溶于水的沉淀)。

3.根据权利要求1一种新型高效含汞废水处理工艺，其特征在于：通过添加沉淀剂对污水中的汞进行沉淀，所选沉淀剂主要包括硫化钠、硫化铵、全硫碳酸钠、硫氢化钠、硫化钾等，本研究优选Na₂S，沉淀剂加入量为废液中汞摩尔含量的2～10倍。

4.根据权利要求1一种新型高效含汞废水处理工艺，其特征在于：利用絮凝剂对沉淀物进行凝聚处理，所选絮凝剂包括三氯化铁、聚合氯化铝、硫酸亚铁、明矾、四水氯化亚铁晶体、聚合硫酸铁等，本研究优选三氯化铁和聚合氯化铝复合絮凝剂，复合比例为1∶1～3，加入量为废液中汞摩尔含量的0.5～1倍本研究絮凝过程中加入聚丙烯酰胺作为助絮凝剂，提升絮凝效率，助絮凝剂加入量为絮凝剂添加了的1/20～1/10。

5.根据权利要求1一种新型高效含汞废水处理工艺，其特征在于：采用吸附装置对含汞粗液进行深度处理，所选吸附剂包括：粉煤灰、焦炭、木炭、硅胶、硅藻土其中任一物质与活性炭或分子筛的组合，本研究优选选取活性炭。

6.根据权利要求1一种新型高效含汞废水处理工艺，其特征在于：处理后所得HgS沉淀物经压滤分离后制成硫化汞滤饼，并装桶密封；所得达标污水可经进一步处理后循环利用。