CN205892965U - 一种含汞废盐酸液处理系统 - Google Patents

Abstract

一种含汞废盐酸液处理系统，包括：膜蒸馏设备，用于通过膜蒸馏工艺对所述含汞废盐酸液进行浓缩，实现盐酸与汞元素的分离，输出盐酸粗产品和含汞浓缩液；中和罐，用于中和所述膜蒸馏设备排出的含汞浓缩液；含汞废水处理设备，用于处理中和后的所述含汞浓缩液，使其汞含量达标。本实用新型的处理系统大幅降低含汞废盐酸液直接中和处理的用碱量，系统所产优质盐酸直接回用，解决了该类废液处理效率低、运行成本过高、酸、碱资源浪费等问题，同时大规模缩减了含汞废水产生量，减少重金属汞的外排量，尤其适用含汞高浓度废酸液。

Description

一种含汞废盐酸液处理系统

技术领域

本实用新型属于化工废液处理技术领域，特别涉及一种含汞废盐酸液处理系统。

背景技术

随着中国经济迅猛发展，石化、煤化工、金属加工等领域企业发展迅速，各类企业生产及加工工艺迥异，多数企业的生产活动会产生大量含重金属的废酸液。虽然国家加大新型绿色工艺的研发投入力度，但该类废液产生量仍居高不下。比如，电石法生产聚氯乙烯的过程中因采用氯化汞做催化剂会产生一定量含HgCl₂的废盐酸，该类废酸定期定量生成。目前，氯碱行业并未见酸液与金属汞直接分离后回收的工艺报道。大部门企业选择经中和后作为含汞废水处理，该处理工艺中和过程中需投入大量碱量，近而大幅度提高企业水处理装置运行成本。同时，高浓度的盐酸被中和，亦造成资源浪费。《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》对汞的排放标准逐年提高，各地方政府及行业环保部门对含汞废酸液减量化、资源化、高效化的处理技术提出了更高的要求。

膜蒸馏技术是指采用疏水微孔膜，并以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的膜分离过程。膜蒸馏技术研究始于20世纪60年代，以海水淡化为研究目的，随着高分子材料和制膜工艺方面的发展，近几年在国际含盐废水浓缩、减量处理领域展露其应用潜力。

但是，由于废酸的强腐蚀性，目前尚未见有将膜蒸馏技术应用于废酸处理的文献和报道，且对将其应用于废酸处理一直存在技术偏见。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种含汞废盐酸液处理系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种含汞废盐酸液处理系统，包括：

膜蒸馏设备，包括进料口、盐酸粗产品输出口和含汞浓缩液输出口，所述进料口输入含汞废盐酸液，所述盐酸粗产品输出口输出通过膜蒸馏工艺分离的盐酸粗产品，所述含汞浓缩液输出口输出通过膜蒸馏工艺浓缩得到的含汞浓缩液；

中和罐，进料口与所述膜蒸馏设备的含汞浓缩液输出口相连，对排出的含汞浓缩液进行中和处理；

含汞废水处理设备，与所述中和罐的出料口相连接，对中和后的所述含汞浓缩液进行脱汞处理，使其汞含量达标。

其中，所述含汞废盐酸液处理系统还包括用于除去所述含汞废盐酸液中的杂质及悬浮物的预处理设备，经过所述预处理设备预处理的含汞废盐酸液输送到所述膜蒸馏设备的进料口。

其中，所述预处理设备包括石英砂过滤罐、多介质过滤罐、保安过滤器和/或5～100μm孔径滤芯过滤器。

其中，所述膜蒸馏设备为低温膜蒸馏设备，热源运行温度为20～90℃。

其中，所述膜蒸馏设备为低温膜蒸馏设备，设备运行压力为5～300mbar。

其中，所述膜蒸馏设备中包括真空单元，所述真空单元采用真空机组、液环真空泵和/或喷射真空泵。

其中，所述膜蒸馏设备中采用膜组件，所述膜组件选用透气疏水膜，材质为PTFE、PVDF、CPVC、PE或陶瓷膜。

其中，所述含汞废水处理设备包括化学沉淀、吸附和/或膜分离除汞设备。

其中，所述含汞废盐酸液处理系统中的主体设备及管道均采用有机材质，优选采用UPVC、PE或PP材质。

基于上述技术方案可知，本实用新型的处理系统具有如下显著的技术效果：大幅度降低了含汞废盐酸直接中和处理的用碱量，可以缩减90％～96％，系统所产优质盐酸直接回用，回收率高，盐酸回收率达90％～96％，品质好，回收盐酸中重金属汞未检出；含汞废酸液体积减少至10％～4％，含汞废水生成量减少，金属汞外排量减少至10％～4％；可充分回收优质盐酸，资源循环利用；节省耗碱量，大幅度降低用户企业的运行成本；缩减含汞废水生成量，从而减小含汞废水处理设备规模，降低重金属汞的污染范围，减低能耗，环境、经济效益显著，解决了该类废液处理效率低、运行成本过高、酸、碱资源浪费等问题，尤其适合用于含汞高浓度废盐酸液。

附图说明

图1为本实用新型的含汞废盐酸液处理系统的结构示意图。

【附图标记说明】

1--预处理设备；

2--膜蒸馏设备；

3--中和罐；

4--含汞废水处理设备。

具体实施方式

本实用新型公开了一种含汞废盐酸液处理系统，包括：

预处理设备，包括过滤设备等，用于除去废盐酸液中的杂质及悬浮物，向膜蒸馏设备供应废盐酸液；

膜蒸馏设备，用于通过膜蒸馏工艺使所述废盐酸液中汞浓缩提浓，完成盐酸与重金属汞分离，其进水口与预处理设备出口相连；

中和罐，用于中和膜蒸馏设备浓缩液，调节废酸液pH，其进水口连通膜蒸馏设备浓缩液出口；

含汞废水处理设备，用于处理中和提浓后的含汞废水，其进水口与中和罐出口相连通，出水口接外排口。

优选地，该预处理设备例如包括：石英砂过滤罐、多介质过滤罐、保安过滤器、5～100μm孔径的滤芯过滤器等耐酸腐蚀的填料过滤器。

优选地，该膜蒸馏设备例如为低温膜蒸馏设备，运行温度20～90℃，进一步优选为50-90℃，再进一步优选为70-80℃。

作为进一步优选，其中的膜组件选用透气疏水膜，材质例如为PTFE、PVDF、CPVC、PE或陶瓷膜。

优选地，该含汞废水处理设备为化学沉淀、吸附、膜分离等技术或其组合的除汞设备，产水可达标排放。

优选地，该含汞废盐酸液处理系统的主体设备及管道均为有机材质，如UPVC、PE、PP等耐盐酸腐蚀的材质。

利用上述含汞废盐酸液处理系统处理含汞废盐酸液时，包括以下步骤：

(1)将待处理废盐酸液收集后通入预处理装置，将废酸中的固体、悬浮物及大分子聚合物去除；预处理后的废酸液进入膜蒸馏设备；

(2)膜蒸馏设备中，废酸液在20～90℃条件下蒸发变成盐酸蒸汽，通过透气疏水膜，在冷凝端冷凝成优质盐酸；由于汞离子在20～90℃条件下不挥发，截留在透气疏水膜进水一侧，进而被浓缩；

(3)含汞废盐酸液经膜蒸馏减量后，由膜蒸馏设备出水口排放至中和罐，用于中和处理，在此罐体内加入碱，如氢氧化钠，直至废水pH：6～9，出水口连接含汞废水处理设备进水口；

(4)含汞废水处理设备可根据浓缩后废水汞浓度进行选择，不限于化学沉淀法、吸附法、膜分离法等。

为使本实用新型的目的，技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1

内蒙古某氯碱化工厂的含汞废盐酸液，具体废酸指标为：Hal含量20％，Hg²⁺浓度：3～5mg/L，间歇排放，平均流量2m³/h。

试验装置规模：200L/h。

如图1所示(部分结构图中未示出)，本实施例的含汞废盐酸液处理系统包括：预处理设备1，为多介质过滤器；膜蒸馏设备2，为低温膜蒸馏设备，进水口与预处理设备出口相连；中和罐3，进水口连通膜蒸馏设备2的浓缩液出口；含汞废水处理设备4，为化工领域化学沉淀法含汞废水处理装置，其进水口与中和罐3出口相连通，出水口接外排口。

其中，预处理设备1用于除去废酸液中的杂质及悬浮物，向膜蒸馏设备2供应废盐酸液；膜蒸馏设备2用于使废酸液中汞浓缩提浓，完成盐酸与重金属汞分离；中和罐3用于中和膜蒸馏设备2排出的浓缩液，调节废酸液pH；含汞废水处理设备4用于处理中和提浓后的含汞废水。

该膜蒸馏设备2为低温膜蒸馏设备，其热源运行温度70～80℃。膜组件选用透气疏水膜，材质为PTFE膜，运行压力为100mbar，真空设备选用水环真空泵，配套酸吸收装置，盐酸挥发产生盐酸蒸汽可透过疏水膜，蒸汽在冷凝端(运行温度20-30℃)，冷凝成优质盐酸20％。由于汞离子在80℃条件下不挥发，被截留在透气疏水膜原料液一侧，进而被浓缩。

含汞废水处理设备4根据汞浓度较高，选择化学沉淀除汞设备，即利用硫化物沉淀、活性炭吸附组合、产水可达到国家规定相关标准。

处理含汞废盐酸时，废酸由预处理设备1进水口进入多介质过滤器，其出口的废酸进入膜蒸馏系统2，通过膜蒸馏系统2将废盐酸变为盐酸蒸汽通过疏水膜，蒸汽冷凝生成优质盐酸液，重金属组分汞提浓后含汞废盐酸液减量，浓缩液出口为高浓度重金属汞的盐酸液，高浓度汞盐酸液进入中和罐3，投加氢氧化钠中和，利用搅拌机加快中和速率，中和罐3出水进入含汞废水处理设备4，利用硫化物沉淀、活性炭吸附组合工艺将固化汞分离，产水达标外排。

表1实验数据指标对比分析表

编号	指标名称	处理前	处理后
				1	含汞废盐酸量	200L/h	10L/h
2	优质盐酸生成量	0	190L/h
				3	中和用碱量	43.8kg/h	2.2kg/h
4	含汞废水生水量	200L/h	10L/h
				5	盐酸液汞含量	4.5mg/L	90.6mg/L
6	含汞废水处理设备产水汞浓度	0.003mg/L	0.003mg/L
				7	重金属汞外排量	0.6mg/h	0.03mg/h

由试验可以看出，系统可生成优质盐酸190L/h，减少纯碱消耗约43.8kg/h；减少汞的外排量0.57mg/h，重金属汞离子外排量缩减20倍。

实施例2

陕西某氯碱化工厂的含汞废盐酸液，具体废酸指标为：Hal含量26％，Hg²⁺浓度：8～10mg/L，间歇排放，平均流量1m³/h。

试验装置规模：200L/h。

上述含汞废盐酸液经石英砂过滤除去悬浮物及大分子络合物，进入膜蒸馏装置，利用换热装置将热源温度升温至80℃，膜组件内部压力150mbar，真空设备选用水环真空泵，配套酸吸收装置，含汞废盐酸在负压条件下随水蒸发，透过疏水膜，在疏水膜外侧经冷凝后形成优质盐酸，经循环处理的浓缩液进入中和罐。其中，优质盐酸产量为180L/h，盐酸浓度26％，汞离子未检出，可直接做为新鲜盐酸回用于厂区。含汞废盐酸减量至20L/h，水量减少90％，其中重金属汞浓度：80～100mg/L。进入含汞废水处理装置，装置采用化学沉淀法+膜过滤法(硫化物除汞+5μm孔径滤芯过滤)，产水满足氯碱行业汞的车间排放指标，小于0.005mg/L。

含汞废盐酸液处理前后指标对比如下：

表2实验数据指标对比分析表

编号	指标名称	处理前	处理后
				1	含汞废盐酸量	200L/h	200L/h
2	盐酸回用量	0	180L/h
				3	中和用碱量	57kg/h	5.7kg/h
4	含汞废水生水量	200L/h	20L/h
				5	含汞废水处理设备产水汞浓度	0.005mg/L	0.005mg/L
6	重金属汞外排量	1.0mg/h	0.1mg/h

根据上述实验数据，化工厂年工作小时数按8000小时计算，分析含汞废盐酸液处理前后指标，见下表3。

表3企业年运行数据指标对比估算表

编号	指标名称	处理前	处理后
				1	年含汞废盐酸量	8000t/a	8000t/a
2	年盐酸回用量	0	7200t/a
				3	年中和用碱量	2280t/a	228t/a
4	年含汞废水生水量	8000t/a	800t/a
				5	年含汞废水处理设备产水汞浓度	0.005mg/L	0.005mg/L
6	重金属汞年外排量	40g/a	4g/h

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种含汞废盐酸液处理系统，其特征在于，包括：

膜蒸馏设备，包括进料口、盐酸粗产品输出口和含汞浓缩液输出口，所述进料口输入含汞废盐酸液，所述盐酸粗产品输出口输出通过膜蒸馏工艺分离的盐酸粗产品，所述含汞浓缩液输出口输出通过膜蒸馏工艺浓缩得到的含汞浓缩液；

中和罐，进料口与所述膜蒸馏设备的含汞浓缩液输出口相连，对排出的含汞浓缩液进行中和处理；

含汞废水处理设备，与所述中和罐的出料口相连接，对中和后的所述含汞浓缩液进行脱汞处理，使其汞含量达标。

2.根据权利要求1所述的含汞废盐酸液处理系统，其特征在于，所述含汞废盐酸液处理系统还包括用于除去所述含汞废盐酸液中的杂质及悬浮物的预处理设备，经过所述预处理设备预处理的含汞废盐酸液输送到所述膜蒸馏设备的进料口。

3.根据权利要求2所述的含汞废盐酸液处理系统，其特征在于，所述预处理设备包括石英砂过滤罐、多介质过滤罐、保安过滤器和/或5～100μm孔径滤芯过滤器。

4.根据权利要求1所述的含汞废盐酸液处理系统，其特征在于，所述膜蒸馏设备为低温膜蒸馏设备，热源运行温度为50～90℃。

5.根据权利要求1所述的含汞废盐酸液处理系统，其特征在于，所述膜蒸馏设备为低温膜蒸馏设备，设备运行压力为5～300mbar。

6.根据权利要求1所述的含汞废盐酸液处理系统，其特征在于，所述膜蒸馏设备中包括真空单元，所述真空单元采用真空机组、液环真空泵和/或喷射真空泵。

7.根据权利要求1所述的含汞废盐酸液处理系统，其特征在于，所述膜蒸馏设备中采用膜组件，所述膜组件选用透气疏水膜，材质为PTFE、PVDF、CPVC、PE或陶瓷膜。

8.根据权利要求1所述的含汞废盐酸液处理系统，其特征在于，所述含汞废水处理设备包括化学沉淀、吸附和/或膜分离除汞设备。

9.根据权利要求1所述的含汞废盐酸液处理系统，其特征在于，所述含汞废盐酸液处理系统中的主体设备及管道均采用有机材质。

10.根据权利要求9所述的含汞废盐酸液处理系统，其特征在于，所述含汞废盐酸液处理系统中的主体设备及管道采用UPVC、PE或PP材质。