[實用新型]微量反應器與膜分離組件耦合的含汞廢水處理裝置

有效

• 申請號: 201520504006.2
• 申請日: 2015-07-13
• 公開（公告）號: CN204874117U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 徐國然
• 申請（專利權）人: 上海氯德新材料科技有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/20
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 羅大忱

技術領域

本實用新型涉及一種含汞廢水處理裝置。

背景技術

汞是一種銀白色的液體金屬，汞及其化合物都是有毒物質，可以通過各種途徑侵入人或動物體內，它的毒性是累積的，其中無機汞主要積聚于內臟，少量積聚于腦髓、皮膚和其他部分。汞的中毒表現一般多為慢性中毒，汞主要影響人和動物的中樞神經。含汞達0～0.02mg/L的水能使魚類中毒，達0.03mg/L能使水生蟲類中毒，而人飲用含汞50mg/L的水會中毒致死。

由于汞具有一些特殊的物理、化學性能，所以廣泛的應用在化工和石油化學工業、制藥、紙漿、造紙、電器、電子、儀表等工業部門，其中氯堿化工采用的水銀電解技術、PVC行業所采用的含汞觸媒、低汞觸媒都汞及其化合物的應用。

汞及其化合物以三廢形式進入環境，成為重要的污染物之一，其中含汞廢水主要來源于氯堿工業、塑料工業、皮毛加工和制藥等“三廢”排放及含汞有機殺菌劑的使用等。

常用的含汞廢水處理技術有硫化物沉淀法、混凝法、活性炭吸附法、離子交換法、還原過濾法、微生物濃集法和羊毛吸附法等。

硼酸鈉是一種非金屬還原劑，它與汞離子反應后主要生成單質汞和偏硼酸、放出氫氣。每kg的NaBH₄可反應回收2kg的單質汞。

凡是氧化還原電位低于Hg²⁺的金屬單質，如Cu、Zn、Fe、Mn、Mg、Al等，均可與廢水中的Hg²⁺離子發生置換反應，以鐵為例，將鐵屑裝成填料塔，當含汞廢水通過填料塔的鐵屑床層時將發生如下反應：

Fe+Hg²⁺＝Fe²⁺+Hg↓

置換反應的速率與廢水的pH值、溫度、金屬的純度、金屬單質與廢水的接觸面積等因素有關。但有機汞不能用金屬直接還原、置換，通常用氧化劑(如氯)先將其破壞，轉化為無機汞，然后再用金屬置換。

硫化物沉淀法是目前廣泛被采用的一種高效能的除汞方法，如果廢水中有過量的S^2-離子時，可通過投加硫酸亞鐵(FeSO₄)與過量的S^2-離子生成硫化鐵沉淀。

投加一部分Fe²⁺，能與廢水中的OH^-離子結合生成Fe(OH)₂或氧化后生成Fe(OH)₃，對數量少而微小的HgS懸浮微粒，起共同沉淀和凝聚沉降作用。投加FeSO₄后，不會影響HgS的優先沉淀。因為生成的FeS的溶度積(Ksp＝3.7x10^-19)比HgS的溶度積大億萬倍。在實際生產中，先用石灰調節pH＝8～9，廢水呈堿性，再加FeSO₄。采用硫化鈉沉淀法除汞，使廢水中汞量降至1～0.1mg/L，可采取鐵屑過濾、活性炭吸附、凝聚劑沉淀等，使廢水中含汞量降至0.05～0.01mg/L以下。

目前國內最常用的吸附劑是活性炭，靜態吸附，先沉淀，后吸附。

離子交換法，將幾種樹脂裝柱組成廢水凈化系列，這樣含汞廢水通過幾個交換柱后，出水中檢不出汞。但樹脂吸附飽和后存在解吸再生的問題，且報廢的樹脂目前也沒有很好的處理手段。

凝聚沉淀法，采用石灰作為凝聚劑，向含汞廢水中投加石灰，生成Ca(OH)₂，Ca(OH)₂對汞有凝聚吸附作用，在有三價鐵離子存在的情況下，效果更好。用硫酸鋁作凝聚劑處理含汞廢水，效果也較好。經凝聚沉淀后，出水水質含汞量可降到0.05mg/L以下。

溶劑萃取法及其它方法，目前，國外有采用三異辛胺一二甲苯對含汞廢水進行萃取，經萃取后，萃取汞后的萃取劑，采用非酸性鹽類反萃取，以回收汞。此外，國外采用微生物回收汞、電解法回收汞、鐵氧體沉淀法除汞、硫化物沉淀—浮選分離法除汞，國內正在研究的有轉化法除汞、含腐植酸煤吸附法除汞等。

目前所采用的含汞廢水處理方法都存在一定的技術問題，如還原法、硫化物沉淀法、混凝沉淀法等均無法達到出水含汞≤0.001～0.002mg/L的指標，根據HgS的Ksp值可以看出，采用硫化法反應之后，廢水的殘余Hg²⁺完全可以達到0.001～0.002mg/L以下，但就目前已經使用的硫化法案例來看，出水達不到0.001～0.002mg/L以下的原因主要有兩個：

(1)硫化鈉精制劑的擴散速度不夠：