CN112978971A - 一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工技术，具体涉及一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，杀菌过滤处理之后进行软化处理，之后进行超级过滤和保安过滤，最后采用两级渗透的方式进行处理，二级反渗透纯水的产水量为1m3/h，二级反渗透纯水达生活用水的水质标准，本方法实现了含汞废水的零排放，即节约了资源，又保护了环境。
Description
技术领域
本发明属于化工技术，具体涉及一种含汞废水零排放方法。
背景技术
现有的针对含汞废水的处理技术主要集中在将废水中汞含量的降低，确保处理后达到国家要求的排放标准，对含汞废水的深度净化处理(即零排放和循环再利用)涉及很少，这样造成水资源的大量浪费。另外，虽然含汞废水是达标排放，但由于汞的毒性具有累积效应，随着含汞废水排放量的增加，汞的危害性也在增加。中国专利CN201710493181.X公布了一种含汞废水深度处理的方法，含汞废水依次通过精馏、氧化、超滤、纳滤、电渗析、反渗透和声波蒸馏操作。该发明是针对氯乙烯行业含汞废水的深度处理，其工艺过程复杂，投资大，运行成本高。中国专利CN201710060752.0公布了一种针对经过一级处理(硫化沉淀+过滤)后的低浓度含汞废水的深度处理方法，系统主要包括二级反应器、悬浮物过滤器、中间罐、陶瓷膜过滤器和两级深度吸附器。该发明也是对氯乙烯生成过程中含汞废水的深度处理，其工艺仍然较为复杂，投资大，运行成本高。大额投入和高额运行成本，导致这些方法无法实现工业规模的应用。。
发明内容
本发明的目的是提供一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，能够实现含汞废水的零排放。
本发明的技术方案如下：
一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，包括如下步骤：
步骤一、杀菌过滤处理；
步骤二、软化处理；
利用离子交换树脂与水中的钙、镁等离子进行交换，将水中的钙、镁离子去除；
步骤三、超级过滤；
采用超滤膜组件对软化之后的水进行过滤；
步骤四、保安过滤
保安过滤器选择过滤精度为3～8μm；
步骤五、一级反渗透处理；
一级反渗透装置中的渗透膜采用海德能公司反渗透膜，型号LFC3-LD-4040；
一级反渗透的进水水量在2.5～3.0m3/h；进水电导率700～800μs；
步骤六、二级反渗透处理；
一级反渗透装置中的渗透膜采用美国陶氏公司的LCHR-4040型反渗透膜。
所述的步骤一中在低浓度含汞废水中加入混凝剂和杀菌剂；所述的混凝剂为质量浓度10％的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺溶液，杀菌剂为质量浓度8％～10％的聚季铵盐。
混凝剂和杀菌剂的体积比为5:3。
所述的步骤一中采用多介质过滤器进行过滤，其选用石英砂粒和无烟煤颗粒作为过滤介质。
石英砂粒和无烟煤颗粒作为过滤介质的滤层高度分别为400mm和600mm。
所述的步骤二在软水器中进行，软水器选用001×7型树脂，树脂粒径0.45～1.25mm，树脂层高度为767mm。
所述的步骤三中超滤膜组件采用美国海德能公司的UF1IA225型超滤膜组件。
所述的步骤四中保安过滤之前在水中加入阻垢剂和还原剂，所述的阻垢剂是质量浓度为10％的聚丙烯酰胺类溶液，还原剂是质量浓度为5％的亚硫酸氢钠复合物溶液。
所述的步骤六中进入二级反渗透设备先加入pH调节剂，pH调节剂是质量浓度为3％～5％的氢氧化钠溶液，加入量20～60ml/h。
所述的步骤五和六的反渗透处理过程，均采用两段式串联处理，采用两次渗透处理，一次为一级。
本发明的显著效果如下：本方法针对经过一级处理(硫化沉淀法)后的低浓度含汞废水的深度净化的工艺，低浓度含汞废水作为本系统的原水,其水质为含汞量≤50μg/L、总硬度≤0.3mmol/L(以CaCO3计)，原水进水量为2.5m3/h。原水由泵输送至原水池，由原水泵输送通过多介质过滤器、软水器和超级过滤器，然后储存在超滤中间水箱中，再由一级预压泵输送经过保安过滤器后，由一级RO高压泵的提升后进入一级反渗透处理器，经一级反渗透净化后的纯水进入一级纯水箱储存，再由二级预压泵和二级RO高压泵的提升后进入二级反渗透处理器，最后出来的纯水储存在二级纯水箱中备用。二级反渗透纯水的产水量为1m3/h，二级反渗透纯水达生活用水的水质标准(《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006)。
经过试验，二级反渗透纯水的产水量≥1m3/h，当原水中汞含量≤0.05mg/L时，二级反渗透产生的纯水中汞含量＜1ppb；当进水中汞含量≤0.9mg/L(其中汞含量是原水的18倍)时，二级反渗透产生的纯水中汞含量≤3ppb，实现了含汞废水的零排放，即节约了资源，又保护了环境。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步说明。
步骤一、杀菌过滤处理
低浓度含汞废水在进入多介质过滤器前先进行混凝及杀菌处理，具体是在低浓度含汞废水中加入混凝剂和杀菌剂；
混凝剂为质量浓度10％的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混合溶液，加入量10ml/h，其中一般实际采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量比为10:1。
杀菌剂为质量浓度8％～10％的聚季铵盐，加入量6ml/h。
混凝剂与水中悬浮物及胶体生成较大絮片，杀菌剂去除水中的各种细菌，然后通过多介质过滤器，滤除原水中细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质。
多介质过滤器选用石英砂粒和无烟煤颗粒作为过滤介质，其滤层高度分别为400mm和600mm，产水量2.5m3/h，产水水质达到悬浮物固体＜1.0mg/L、CODMn＜2.0mg/L、游离氯＜0.1mg/L。
步骤二、软化处理
利用离子交换树脂与水中的钙、镁等离子进行交换，将水中的钙、镁离子去除。
软化处理在软水器中进行，软水器选用001×7型树脂，树脂粒径0.45～1.25mm，树脂层高度为767mm，软水器连续运行时间为168小时，再生一次耗盐量16kg，软水器产水量为2.5m3/h，产水硬度为0.03mmol/L(以CaCO3计)。当离子交换树脂饱和后通过加入盐水进行再生。
步骤三、超级过滤
超级过滤是一种以筛分为分离原理，以压力为推动力的膜分离过程，过滤精度在0.005～0.1μm范围内，可有效去除水中的的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物、微生物、细菌和大肠杆菌等杂质。
超级过滤利用超滤膜组件实现，其选用内压式中空纤维膜组件，具体为美国海德能公司的UF1IA225型超滤膜组件，膜数量为1支。
超滤工作原理为错流过滤方式，超滤系统的回收滤为90％，产水量2.4m3/h,产水水质达到：SDI≤3、出水浊度≤0.2NTU、对胶体去除率≥99％、对悬浮固体去除率≥99％、对微生物、细菌、大肠杆菌、病原体等的去除率≥99.99％。
步骤四、保安过滤
选择在保安过滤器中进行该过程，在保安过滤器的输入泵前可以选择加入阻垢剂和还原剂；
阻垢剂是质量浓度为10％的聚丙烯酰胺类溶液，加入量是5.4ml/h，加入阻垢剂可以延缓盐晶体成长，从而其产生推迟沉淀的时间；
还原剂是质量浓度为5％的亚硫酸氢钠复合物溶液，加入量4ml/h，还原剂的功能是将杀菌剂等中的氧化性物质转变成中性物质，保护反渗透膜不被氧化。
阻垢和还原处理之后，将水由泵输入保安过滤器进一步滤除前端预处理可能泄漏的小颗粒物质，保安过滤器选择过滤精度5μm。
步骤五、一级反渗透处理
从保安过滤器出来的水进入一级反渗透设备，目的是初步去除水中的部分汞离子及其离子、有机物、微生物。
为了增大回收率，一级反渗透可以采用两段处理的方式(即采用两次渗透处理，一次为一级)，本实施例中一级一段由2个反渗透膜组件并列进行工作，产生的浓水进入一级二段进行净化处理。
一级进水污染较重，因此采用海德能公司反渗透膜(型号LFC3-LD-4040)，共6支，每个膜组件安装2支。一级反渗透的进水水量在2.5～3.0m3/h，优选2.7m3/h，进水电导率700～800μs，优选750μs；
这样处理之后保证回收滤在65％～75％之间，产水电导率为117μs左右，电导率降低了约85％。
步骤六、二级反渗透处理
一级反渗透产生的纯水在进入二级反渗透设备前，先加入pH调节剂，pH调节剂是质量浓度为3％～5％的氢氧化钠溶液，加入量20～60ml/h，优选40ml/h。
加入pH调节剂的目的是对水的酸碱性进行调节，使之pH值在8～9的范围内，对反渗透膜进行保护。
调节之后进入二级反渗透设备，目的是进一步去除水中的汞离子及其离子、有机物、微生物等。
二级反渗透采用两段串联的工作方式(与一级反渗透一样)，二级一段出来的浓水进入二级二段进化处理。二级反渗透的进水污染度较小，从膜的脱盐率和膜的使用寿命方面考虑，选用美国陶氏公司的LCHR-4040型反渗透膜，共4支，每一个膜组件安装2支。
Claims (10)
1.一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、杀菌过滤处理；
步骤二、软化处理；
利用离子交换树脂与水中的钙、镁等离子进行交换，将水中的钙、镁离子去除；
步骤三、超级过滤；
采用超滤膜组件对软化之后的水进行过滤；
步骤四、保安过滤
保安过滤器选择过滤精度为3～8μm；
步骤五、一级反渗透处理；
一级反渗透装置中的渗透膜采用海德能公司反渗透膜，型号LFC3-LD-4040；
一级反渗透的进水水量在2.5～3.0m3/h；进水电导率700～800μs；
步骤六、二级反渗透处理；
一级反渗透装置中的渗透膜采用美国陶氏公司的LCHR-4040型反渗透膜。
2.如权利要求1所述的一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，其特征在于：所述的步骤一中在低浓度含汞废水中加入混凝剂和杀菌剂；所述的混凝剂为质量浓度10％的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺溶液，杀菌剂为质量浓度8％～10％的聚季铵盐。
3.如权利要求2所述的一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，其特征在于：混凝剂和杀菌剂的体积比为5:3。
4.如权利要求1所述的一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，其特征在于：所述的步骤一中采用多介质过滤器进行过滤，其选用石英砂粒和无烟煤颗粒作为过滤介质。
5.如权利要求4所述的一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，其特征在于：石英砂粒和无烟煤颗粒作为过滤介质的滤层高度分别为400mm和600mm。
6.如权利要求1所述的一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，其特征在于：所述的步骤二在软水器中进行，软水器选用001×7型树脂，树脂粒径0.45～1.25mm，树脂层高度为767mm。
7.如权利要求1所述的一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，其特征在于：所述的步骤三中超滤膜组件采用美国海德能公司的UF1IA225型超滤膜组件。
8.如权利要求1所述的一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，其特征在于：所述的步骤四中保安过滤之前在水中加入阻垢剂和还原剂，所述的阻垢剂是质量浓度为10％的聚丙烯酰胺类溶液，还原剂是质量浓度为5％的亚硫酸氢钠复合物溶液。
9.如权利要求1所述的一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，其特征在于：所述的步骤六中进入二级反渗透设备先加入pH调节剂，pH调节剂是质量浓度为3％～5％的氢氧化钠溶液，加入量20～60ml/h。
10.如权利要求1所述的一种低浓度含汞废水深度净化零排放方法，其特征在于：所述的步骤五和六的反渗透处理过程，均采用两段式串联处理，采用两次渗透处理，一次为一级。
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