汞汙染水處理工藝的製作方法

2023-06-03 14:19:11 1

專利名稱：汞汙染水處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及汙水處理領域，特別是含汞汙水的處理方法。
技術背景
由於橡膠等工業的發展，以汞作為生產催化劑使得工業汙水嚴重受到汙染，表層 水中汞的濃度最低為879ng/l，最高值可達到22563ng/L，經普通汙水處理後其含汞指標也 很難能達到排放標準(<0. 5Pg/L)。特別是針對同時包含有機汞、無機汞兩類含汞物質及較 高濃度的有機物、懸浮物的汞汙染水處理，在國內尚未有成熟工程實踐先例。發明內容
本發明的目的是克服上述不足問題，提供一種汞汙染水處理工藝，徹底有效有處 理汞汙染水，使其達到排放標準。
本發明為實現上述目的所採用的技術方案是汞汙染水處理工藝，主要包括預處 理和汞的去除，其中預處理將收集的汙染水進行預處理，使得水體中的懸浮物濃度< 100mg/L ； 汞的去除(1)無機汞的去除含有無機汞的汙染水，經預處理後進入氧化池，在氧化 池中，密度較大的顆粒沉降到底部排出，汙水部分根據水中汞濃度加入藥劑硫化銨、助凝劑 (聚丙烯醯胺)和絮凝劑(聚合氯化鋁)；Hg2+ + S2_— HgS丨水中的無機汞鹽中的Hg2+與 硫化銨中的S2—結合形成不溶於水的硫化汞沉澱，吸附在混凝劑(聚合氯化鋁、聚丙烯醯胺) 的表面，收集至汙泥管道；(2)吸附去除汞及汞鹽經專性沸石和羥基類活性炭二級吸附，其中專性沸石吸附材料 含硫基功能團，對水體中的汞鹽有一定的交換容量，使用具有含硫基功能團專性沸石吸附 材料，氧化池出水經泵提升送入採用專性沸石、石英砂及其它專性濾料的多介質過濾器，對 水中的無機汞鹽類進行吸附、攔截，同時對水中的懸浮物進行部分去除，以降低後續處理負 荷；羥基類活性炭活性炭主要針對汞鹽及部分有機汞進行吸附去除，沸石過濾裝置(多介 質過濾器)的出水經壓力流進入具有羥基類活性炭過濾器，實現對汙水中的無機汞鹽類進 一步吸附處理；(3)離子交換去除汞及汞鹽離子交換樹脂採用的含有巰基的合成樹脂，主要針對汞鹽 及部分有機汞進行離子交換去除；活性碳過濾器的出水經壓力流進入含有巰基的離子交換 樹脂的離子交換裝置，進行對汙染水中的汞的最終處理，使處理後汙染水中的汞離子達到 汞排放限制值為0. 5Pg/l。
所述經預處理後的汙染水中含有有機汞和無機汞，其中汞的去除在無機汞的去 除工藝前首先進行有機汞的去除對汙染水中有機汞的去除採用的主要方法是對有機汞進 行強制氧化，將有機汞轉化無機汞後，再按無機汞處理方法對其進行處理。
所述有機汞的去除經預處理後水體懸浮物濃度彡100mg/L時，水體經提升直接送入氧化池中，對水體中的有機汞、有機物進行氧化，氧化劑採用現場製備的高純二氧化 氯，通過強制氧化後，汙水中的有機物大部分轉化為無機物，有機汞轉化成無機汞。
所述水處理過程中採用現用現配的方式提供高純二氧化氯，二氧化氯製備方式如 下5NaCW2+4HCl=4CW2+2H20+5NaCl產生的二氧化氯直接通往氧化池，將水中有機汞及其他有機物的共價鍵破壞，形成新 的離子鍵，完成有機汞向無機汞的轉化。
所述預處理當懸浮物濃度> 3000mg/L時，汙水不再進入汙水處理系統，進入汙 泥處理系統，經汙泥處理脫水或幹化後，其排液經收集進入汙水處理系統；當進水懸浮物濃度> 100mg/L但彡3000mg/L時，吸水池中的汙染水經提升泵送入混凝 氣浮預處理裝置，汙水在氣浮裝置中完成無機汞與硫化物的結合，生成沉澱HgS，在鼓風機 壓縮空氣的作用下，完成混凝劑的合成，並與HgS沉降，預處理使懸浮物濃度彡100mg/L後， 再進行汞的去除。
本發明工藝簡單，可以有效且徹底的去除汙染水中的有機汞和無機汞，與同類水 處理方法相比，具有顯著的特點1)對有機汞的去除採用現場配置高純二氧化氯對汙水中的有機汞進行強制氧化，完 成有機汞向無機汞的轉化，然後和無機汞一起去除。
2)無機汞的沉降通過添加硫化銨，使水中的Hg2+與硫化銨中的S2_結合形成不 溶於水的硫化汞沉澱，同時通過添加助凝劑聚合氯化鋁、絮凝劑聚丙烯醯胺等增強沉澱效 果，實現HgS沉降。
3)對汙染水中汞的過濾吸附沸石過濾通過含特定官能團(-SH)的沸石過濾，同時投入硫酸亞鐵提高其工作效果， 實現對水中的懸浮物以及部分汞鹽去除，減少後續處理負荷。
活性炭過濾通過含特定官能團(-SH)的活性炭，實現對汞鹽及部分有機汞進行 吸附去除。
利用具有巰基官能團的離子交換樹脂對汞的強粘合性，最終使水含汞濃度達排放 標準。


圖1是本發明汙水處理工藝流程圖。
圖2是本發明汙水處理工藝系統結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明並不局限於具體實施例。
實施例1汞汙染水處理工藝，主要包括預處理和汞的去除。
預處理將已有的汙染水水體進行混合，混合後的汙染水由提升泵送入到吸水池 1中進行汙水處理，首先經數據分析並結合現場水樣實測，混合液總汞最高濃度為12522 ng/L，以此濃度為依據確定本套汙水處理工藝分段控制指標。
對混合後的汙染水，根據水中的懸浮物含量，有機物含量等，採用不同的預處理工 藝，以防止處理裝置在運行過程中因懸浮物堵塞。
1)當水體中的懸浮物濃度彡100mg/L時，水體經提升直接送入氧化池3水處理系統進行去汞處理；2)當進水懸浮物濃度>100mg/L但3000mg/L時，汙水不再進入汙水處理系統，進入汙泥處理系統，經 汙泥處理脫水或幹化後，其排液經收集進入汙水處理系統，按1)或2)步進行預處理。
的去除經檢測水體中以無機汞為主，有機汞幾乎沒有，主要進行對汙染水中無機 汞的去除。
(1)採用混凝沉澱對汞及汞鹽的去除根據硫化汞很難溶解的特性，將汞轉化為硫化物可以非常有效地使汞沉澱。通過添加 混凝劑，利用共同沉澱來提高效率。根據實際經驗及測試，當在最佳沉澱條件下工作並添加 混凝劑鋁鹽用於共同沉澱時，可以將汞濃度降低到0.5 - 5Pg/l。
具體為氧化池3的出水進入二號混凝氣浮裝置4，通過二號混凝氣浮裝置達到對 氧化池出水中的無機汞進行混凝去除。
混凝氣浮裝置(包括一號和二號)主要包含盤管式反應器、斜板氣浮等，盤管式反 應器。斜板氣浮裝置由混合反應段(原理圖中未畫出)、溶氣系統(溶氣泵、溶氣罐、壓縮空氣 系統、溶氣釋放器)和池體[接觸區、分離區(包括集渣區、布水區、斜板分離區、集水區、集泥 區)]組成。氣浮裝置工作前盛滿清水。啟動後，壓縮空氣系統提供不低於0.6MPa的壓縮 空氣，然後溶氣泵進入工作狀態，當溶氣泵的出水壓力超過0. 5MPa,並穩定5min後(溶氣系 統正常工作)，氣浮裝置開始進水(原水)。原水與通過釋放器進入接觸區的回流溶氣水及其 釋放的微氣泡充分混合，懸浮物與微氣泡結合形成氣浮體，進入布水區，此時較大的氣浮體 迅速上升至集渣區，較小的氣浮體進入斜板分離區，根據淺池原理，這些氣浮體中的大部分 氣浮體將在此被去除。密度較大的顆粒將下沉至氣浮裝置底部，通過刮泥機將其排出。處 理後的汙水一部分作為回流水回到系統中，大部分水(出水)將進入下一級處理單元。
在混凝氣浮裝置上配有藥品混合器9，將藥劑調配好後加到藥品混合器上。根據原 水樣中汞濃度適度調配。
流程圖中藥劑1為硫化銨，與Hg2+結合，生成硫化物沉澱除無機汞 Hg2+ + S2- — HgS I藥劑2為聚合氯化鋁，該藥劑為助凝劑。
藥劑3為聚丙烯醯胺，該藥劑為絮凝劑。
水中的無機汞鹽中的Hg2+與硫化銨中的S2_結合形成不溶於水的硫化汞沉澱，吸 附在混凝劑的表面，後者在壓縮空氣的作用下漂浮於水面，被混凝氣浮裝置刮板收集至汙 泥管道。
(2)採用專性吸附材料對汞及汞鹽的去除專性沸石吸附材料其具有含硫基功能團，對水體中的汞鹽有一定的交換容量，使用具 有含硫基功能團專性沸石吸附材料，能實現對汞鹽的去除率提高約2(Γ30%。二號混凝氣浮 裝置4的出水經及中間吸水池5、泵提升送入採用專性沸石、石英砂及其它專性濾料的多介質過濾器6，對水中的無機汞鹽類進行吸附、攔截，同時對水中的懸浮物進行部分去除，以降 低後續處理負荷。羥基類活性炭活性炭主要針對汞鹽及部分有機汞進行吸附去除。也是對汞鹽及 汞的最佳吸附材料，使用具有羥基類活性炭吸附材料可以對汞鹽的去除率提高30%左右。 沸石過濾裝置(多介質過濾器6)的出水經壓力流進入具有羥基類活性炭過濾器7，實現對 汙水中的無機汞鹽類進一步吸附處理。(3)採用離子交換對汞及汞鹽的去除
離子交換樹脂採用的含有巰基的合成樹脂，主要針對汞鹽及部分有機汞進行離子交換 去除。樹脂上的巰基對汞離子有很強的吸附能力。對含有巰基的合成樹脂來說，一升樹脂 在飽和前可容納IOOg汞，飽和的樹脂可被重新使用或處理掉。在使用離子交換柱前，水必 須過濾以避免堵塞離子交換柱。樹脂的選擇性離子交換適合清除濃度非常低的汞，在最佳 條件下汞殘留濃度約為0.4 - 0.5Pg/l。活性碳過濾器7的出水經壓力流進入含有巰基的離子交換樹脂的離子交換裝 置8，進行對汙染水中的汞的最終處理，使處理後汙染水中的汞離子達到汞排放限制值為 0. 5「g/l。本系統中產生汙泥進入汙泥處置系統處理。實施例2
汞汙染水處理工藝，主要包括預處理和汞的去除。預處理同實施例1.
汞的去除經檢測水體中同時含有有機汞和無機汞，首先要進行有機汞的去除，再進行 無機汞的去除。有機汞的去除對汙染水中有機汞的去除採用的主要方法是對有機汞進行強制氧 化，將有機汞轉化無機汞後，再按無機汞處理方法對其進行處理。由於現場沉積池中的水體處於非流動狀態，池體上部分水體的懸浮物量均很低， 懸浮物濃度彡100mg/L時，水體經提升直接送入氧化池中，對水體中的有機汞、有機物進行 氧化，氧化劑採用現場製備的高純二氧化氯，通過強制氧化後，汙水中的有機物大部分轉化 為無機物，有機汞轉化成無機汞。根據二氧化氯在空氣中的體積濃度超過10%便有爆炸性，但在水溶液卻是十分安 全的的特點，水處理過程中採用現用現配的方式提供高純二氧化氯，二氧化氯製備方式如 下5NaC102+4HCl=4C102+2H20+5NaCl
產生的二氧化氯直接通往氧化池，將水中有機汞及其他有機物的共價鍵破壞，形成新 的離子鍵，完成有機汞向無機汞的轉化。無機汞的去除(1)採用混凝沉澱對汞及汞鹽的去除；(2)採用專性吸附材料對 汞及汞鹽的去除；(3)採用離子交換對汞及汞鹽的去除，與實施例1採用的工藝相同。根據工藝設計，各處理單元控制指標如下表 表1 各處理單元分段控制參數
權利要求
1.汞汙染水處理工藝，其特徵是其主要包括預處理和汞的去除，其中預處理將收集的汙染水進行預處理，使得水體中的懸浮物濃度< 100mg/L ；汞的去除(1)無機汞的去除含有無機汞的汙染水，經預處理後進入氧化池，在氧化 池中，密度較大的顆粒沉降到底部排出，汙水部分根據水中汞濃度加入藥劑硫化銨、助凝劑 (聚丙烯醯胺)和絮凝劑(聚合氯化鋁)；Hg2+ + S2_— HgS丨水中的無機汞鹽中的Hg2+與 硫化銨中的S2—結合形成不溶於水的硫化汞沉澱，吸附在混凝劑(聚合氯化鋁、聚丙烯醯胺) 的表面，收集至汙泥管道；(2)吸附去除汞及汞鹽經專性沸石和羥基類活性炭二級吸附，其中專性沸石吸附材料 含硫基功能團，對水體中的汞鹽有一定的交換容量，使用具有含硫基功能團專性沸石吸附 材料，氧化池出水經泵提升送入採用專性沸石、石英砂及其它專性濾料的多介質過濾器，對 水中的無機汞鹽類進行吸附、攔截，同時對水中的懸浮物進行部分去除，以降低後續處理負 荷；羥基類活性炭活性炭主要針對汞鹽及部分有機汞進行吸附去除，沸石過濾裝置(多介 質過濾器)的出水經壓力流進入具有羥基類活性炭過濾器，實現對汙水中的無機汞鹽類進 一步吸附處理；(3)離子交換去除汞及汞鹽離子交換樹脂採用的含有巰基的合成樹脂，主要針對汞鹽 及部分有機汞進行離子交換去除；活性碳過濾器的出水經壓力流進入含有巰基的離子交換 樹脂的離子交換裝置，進行對汙染水中的汞的最終處理，使處理後汙染水中的汞離子達到 汞排放限制值為0. 5Pg/l。
2.根據權利要求1所述的汞汙染水處理工藝，其特徵是經預處理後的汙染水中含有 有機汞和無機汞，其中汞的去除在無機汞的去除工藝前首先進行有機汞的去除對汙染 水中有機汞的去除採用的主要方法是對有機汞進行強制氧化，將有機汞轉化無機汞後，再 按無機汞處理方法對其進行處理。
3.根據權利要求2所述的汞汙染水處理工藝，其特徵是所述有機汞的去除經預處理 後水體懸浮物濃度彡100mg/L時，水體經提升直接送入氧化池中，對水體中的有機汞、有機 物進行氧化，氧化劑採用現場製備的高純二氧化氯，通過強制氧化後，汙水中的有機物大部 分轉化為無機物，有機汞轉化成無機汞。
4.根據權利要求3所述的汞汙染水處理工藝，其特徵是所述水處理過程中採用現用 現配的方式提供高純二氧化氯，二氧化氯製備方式如下5NaCl&+4HCl=4ClA+2H20+5NaCl產生的二氧化氯直接通往氧化池，將水中有機汞及其他有機物的共價鍵破壞，形成新 的離子鍵，完成有機汞向無機汞的轉化。
5.根據權利要求1-4任一所述的汞汙染水處理工藝，其特徵是所述預處理當懸浮物 濃度> 3000mg/L時，汙水不再進入汙水處理系統，進入汙泥處理系統，經汙泥處理脫水或 幹化後，其排液經收集進入汙水處理系統；當進水懸浮物濃度> 100mg/L但彡3000mg/L時，吸水池中的汙染水經提升泵送入混凝 氣浮預處理裝置，汙水在氣浮裝置中完成無機汞與硫化物的結合，生成沉澱HgS，在鼓風機 壓縮空氣的作用下，完成混凝劑的合成，並與HgS沉降，預處理使懸浮物濃度彡100mg/L後， 再進行汞的去除。
全文摘要
本發明涉及汙水處理領域，特別是含汞汙水的處理方法。汞汙染水處理工藝，其主要包括預處理和汞的去除，其中預處理將收集的汙染水進行預處理，使得水體中的懸浮物濃度≤100mg/L；汞的去除(1)無機汞的去除；(2)吸附去除汞及汞鹽經專性沸石和羥基類活性炭二級吸附；羥基類活性炭，實現對汙水中的無機汞鹽類進一步吸附處理；(3)離子交換去除汞及汞鹽，進行對汙染水中的汞的最終處理，使處理後汙染水中的汞離子達到汞排放限制值為0.5μg/l。本發明工藝簡單，可以有效且徹底的去除汙染水中的有機汞和無機汞，最終使水含汞濃度達排放標準。
文檔編號C02F1/76GK102030440SQ201010566299
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者劉桂新, 周光毅, 宮寶凱, 宮立寶, 李漢文 申請人:周光毅