含汞污水处理工艺综述

2016年9月含汞污水处理工艺综述董林林（中油辽河工程有限公司环境工程所，辽宁盘锦124010）摘要：从污水中汞的存在形态入手，对现有的含汞污水处理工艺进行了详细介绍，并对各种处理工艺的作用原理、适用条件和优缺点进行了总结梳理，以便为工程实践提供参考。关键词：含汞污水；处理工艺；综述汞的使用范围主要有氯碱生产、塑料加工、温度计制造、有色金属冶炼等行业，随着原料汞的不断消耗，产生的含汞污水量也与日俱增。汞及其化合物具有高毒性和腐蚀性，会对周围的大气、土壤和地下水环境造成不可逆的破坏，同时汞蒸汽具有高度的扩散性和较大的脂溶性，侵入呼吸道后可被肺泡吸收并经血液循环至全身，因此，含汞污水的处理已成为全球环境保护的重要课题。1含汞污水中汞的存在形态含汞污水是由水相、固相、生物相组成的复杂混合体，汞在各相中具有多种存在状态。在水相中，以Hg2+、CH3Hg+、CH3Hg(OH)、CH3HgCl、C6H5Hg+为主要存在形态；在固相中，以Hg0、Hg2+、HgO、HgS、CH3Hg、(CH3)2Hg为主要存在形态；在生物相中，以Hg2+、CH3Hg+、(CH3)2Hg为主要存在形态。2含汞污水处理工艺综述2.1硫化物沉淀法硫化物沉淀法是国内使用较为普遍的脱汞方法[1]。采用硫化物沉淀法处理含汞污水可选用硫化钠、硫氢化钠、硫化亚铁等。硫化物沉淀法利用弱碱性条件下Na2S中的S2-与Hg2+之间有较强的亲和力，生成溶度积极小的硫化汞沉淀（溶度积4×10-53）而将Hg2+从溶液中去除。初始汞含量超过10mg/L的污水，经硫化物沉淀后脱汞率可以达到99.9％。硫化物沉淀法常常和pH值的调整、絮凝、活性炭吸附工艺结合使用。2.2絮凝沉淀法絮凝沉淀法的机理涉及电中和作用、网捕-卷扫作用、吸附架桥作用，其中电中和作用主要是中和胶体颗粒所带部分电荷，减少胶体颗粒间的静电斥力，使胶体颗粒易于沉降；网捕-卷扫作用指投入水中的铝盐、铁盐等水解后形成大量三维立体结构的水合金属氧化物沉淀，将水中胶体颗粒和悬浮颗粒捕获卷扫下来；吸附架桥作用是指分散体系中的胶体颗粒通过吸附有机或无机高分子物质架桥连接，凝集为大的聚集体而脱稳沉聚。2.3吸附法吸附法是利用多孔性固体物质（吸附剂）对污水中汞（吸附质）的选择吸附性，使其富集在吸附剂表面，而从混合物中分离汞的一种处理方法。目前，常用的汞吸附剂主要是活性炭，实际运用中为了增强活性炭对汞的吸附性能，常常利用银或硫与汞的特殊反应，在活性炭上负载银或硫，提高对汞的吸附效率。2.4离子交换法离子交换法是利用离子交换剂中的可交换基团与溶液中各种离子间的离子交换能力不同对汞进行分离的一种方法，其实质是不溶性离子交换剂上的可交换基团与溶液中的其他同性离子的交换反应，通常是可逆吸附。对于含汞污水的处理，主要是除汞树脂上的可交换基团与污水中汞离子发生离子交换而脱除汞，并将饱和的树脂进行再生的一种处理方法。2.5铁碳微电解法铁碳微电解法是通过微电解作用将废水中溶解的汞离子还原为金属汞，然后以单质汞或与填料物质形成汞齐的形态被拦截在微电解反应器中。由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的原电池系统，在其作用空间构成一个电场。阳极反应产生的二价铁离子具有较强的还原能力，可使某些有机物还原，也可使某些不饱和基团的双键打开，使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物。2.6膜分离法膜分离法以特殊的选择透过性膜为分离介质，通过在膜两边施加一定的推动力（如浓度差、压力差或电位差等），使混合物中的某些组分选择性地透过膜，从而使混合物得以分离，以达到浓缩、提纯等目的[2]。膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程。3含汞污水处理工艺比较各种含汞污水处理工艺的比较见表1。表1含汞污水处理工艺比较序号123456脱汞方法硫化物沉淀法絮凝沉淀法吸附法离子交换法铁碳微电解膜分离法作用原理Na2S与Hg2+反应生成HgS沉淀电中和、网捕-卷扫、吸附架桥作用载银或载硫活性炭、纳米材料等吸附剂对汞的选择性吸附离子交换电化学反应膜的选择透过性适用条件①去除离子汞；②用于各种浓度的含汞污水。①去除单质汞、离子汞、有机汞；②用于含汞污水的初级处理。①去除单质汞、离子汞、有机汞；②用于含汞污水的深度处理。①去除离子汞；②用于含汞污水的深度处理；③用于处理低含汞污水。①去除单质汞、离子汞、有机汞①去除单质汞、含汞悬浮物；②用于含汞污水的深度处理；③用于处理低含汞污水。优缺点优点：①工艺简单、操作方便；②适用于各种浓度和种类的汞盐。缺点：①影响沉淀反应的因素较多；②药剂投加量难以控制；③沉淀易析出。优点：①操作简便，去除效率高；②一次性投资少。缺点：①影响絮凝反应的因素较多。优点：①吸附剂可再生重复利用；②二次污染小，不产生新的污染物。缺点：①运行成本高；②吸附能力有限。优点：①汞的去除效率高。缺点：①一次性投资和运行成本高；②树脂易污染；③再生液处理难度大。优点：①汞的去除效率高。缺点：①铁电极表面易发生有机物沉积，影响处理效果。优点：①去除效率高。缺点：①一次性投资和运行成本高；②膜易污染，清洗再生困难；③能耗高。参考文献：[1]黎邦成.四川气田水处理技术及其工程中的应用研究[D].西南交通大学,2006.[2]邵刚.膜法水处理技术[M].北京:冶金工业出版社,2000.节能环保294