【逢汞】工业废水中汞和大气中汞的处理技术对比

2.3离子交换法

大孔巯基离子交换剂对含汞废水处理有很好的效果。树脂上的巯基对汞离子有很强的吸附能力吸附在树脂上的汞,可用浓盐酸洗脱,定量回收。含汞废水经过处理后排出水含汞量可降至0.05mg/L以下。此外,采用选择吸附汞的螯合树脂处理含汞废水也正在推广应用。并取得了一定效果。在大部分无机汞的离子交换处理技术中,首先需加入氯气或次氯酸盐或氯化物,以形成带负电荷的汞氯络合物,然后用阴离子交换树脂脱除。

离子交换法主要用于处理背景氯化物含量较高的工业废水。

一些处理数据表明,先经初步处理再用离子交换法进行二级处理所得到的离子交换效果最佳,有关数据见表3。

当废水中氯化物浓度不高时,采用阳离子交换树脂是有效的。含巯基(R–SH)的树脂如聚硫苯乙烯对汞离子的吸附有很高的选择性。硫羟树脂在欧洲被广泛应用于汞正离子的去除。其他高亲和力的阳离子树脂有异硫脲鎓树脂和甲胺酸酯型树脂。

据报道异硫脲鎓树脂对无机汞和甲基汞都有效,而甲胺酸酯型树脂对汞有极高的亲和力和选择性。不管是用来去除汞氯络合物的阴离子树脂,还是用来去除汞离子的阳离子树脂,它们处理无机汞的最低出水含量为1～5μg/L。在中性或微酸性pH值时采用二级处理可获得最有效的结果。

用离子交换纤维净化含汞废水的优点是:(1)处理水质高、处理后可使汞含量达0.005mg/L以下;(2)设备简单,离子交换纤维比表面积很大,可达40m2/g。吸收汞的速度快,一般20min就可平衡,缩小了设备体积;(3)没有二次污染,离子交换纤维吸汞饱和后,可以用酸液再生,再生液浓度比原来废水要高100倍以上,便于集中处理和利用,纤维老化后,可以烧掉纤维,回收汞盐。

2.4吸附法

活性炭法能有效地吸附废水中的汞,我国有些工厂已采用此法处理含汞废水,但该方法只适用于处理低浓度的含汞废水。

废水含汞浓度高时,可先进行一级处理,降低废水中汞浓度后再用活性炭吸附。将含汞量1～2mg/L以下的废水通过活性炭滤塔,排出水含汞量可下降至0.01～0.05mg/L。回收汞后活性炭可再生并重复利用。

日本某生产蒽醌染料工厂的废水中含汞量为50～60mg/L,先加入石灰水搅拌、沉淀反应,在沉降槽中分离成沉淀和清液,通过石灰沉淀法可以除去96%的汞,清液中的含汞量降至1～3mg/L,再将清液送入粒状活性炭槽,吸附后废水中含汞量可以降至0.1～0.01mg/L,废水最后流入废水处理场,再稀释10～20倍后放掉。

活性炭的处理效果与很多因素有关,其中包括汞的初始形态和浓度、活性炭的用量和种类、pH控制值以及活性炭与含汞废水的接触时间等。增大活性炭用量以及增加接触时间都可以提高汞的去除率。

从表4数据可见,活性炭对高浓度含汞废水具有较高的去除率(85%～99%);对低浓度汞的去除率虽然并不高,但出水中汞含量最低。

因此,活性炭处理初始汞含量小于1μg/L的废水,去除率虽然低于70%,但出水汞含量却可达0.25μg/L以下。而同样处理初始汞含量为10～100μg/L的废水,汞去除率虽达90%以上,但出水汞含量最高达到20μg/L。

有证据表明当pH值降至2～4时,汞去除率将有所升高。另一项研究中也观察到这种pH效应,在含汞10g/L的废水中加入100mg/L的粉状活性炭,当pH值从9降为7时,去除率从50%升至80%。

在其他研究中,人们还选择了其他物质作为吸附剂,，采用40%AlCl3溶液改性过的膨润土在pH值为8～9下处理含汞废水,出水汞含量0.0351mg/L。于瑞莲采用硫酸对天然膨润土改性后处理含汞废水,pH值为8条件下,去除率达到97.1%。研究了TiO2复合吸收剂对含汞废水的处理,可将汞含量100μg/L的水样中汞离子达到97.7%的去除率,吸附剂经再生后可以再利用。

2.5还原法

无机汞离子经还原可转变为金属汞,然后通过过滤或其他技术进行分离。还原剂种类很多,包括铁、铋、锡、镁、铜、锰、铝、铅、锌、肼、氯化亚锡和硼氢化钠。有关这些还原方法的处理数据见表5。虽然文献中关于还原法的讨论很多,但实际处理数据却较少。还原法的主要优点是汞能以金属单质的形式回收。

铁和锌较好,因其价格低,溶液中损失少,反应速度较高。用铁时,pH值应适当,碱性大了会生成氧化铁和氢氧化铁沉淀,pH=6～9时,汞回收量最多,pH值低于5时,发生氢气,减少了有效面积;用锌时,pH=9～11为最好,在微碱性或酸性溶液中,锌易于取代汞,可使含汞1～400mg/L,pH=2～11的废水经处理后收到良好效果。

铁粉还原法是酸性介质中,铁粉与无机汞离子起氧化-还原反应而释放出汞,经过滤后除去。用一步法处理含汞量为450～600mg/L的废水时,用对应于废水质量2%的铁粉处理后,含汞量可降到0.5～5.0mg/L,去除率在90%以上。

二步法可将含汞量降到0.05mg/L。大约40kg铁粉,可去除1kg汞。锌粉还原法用于处理较高pH值(9～11)的含汞废水效果最好。用2mm粒径锌粒填充10cm厚的还原滤床,含汞废水通过滤床过滤13s,便可使废水净化到含汞200μg/L,而在110s内可净化到含汞5μg/L。铝粉接触法适用于处理含汞单一的废水,当铝粉与汞离子接触时,汞离析和铝生成铝汞齐(汞与铝结合成的合金),附着于铝粉表面,再将此铝粉加热分解即可得到汞。

铝粉添加量越多,除汞效率越高。采用填料过滤法比投加铝粉效果较好,该法能使含汞废水达到排放标准。

2.6过滤法

过滤法是采用镁的有机物、玻璃柱、铁屑等作滤料,通过过滤去除废水中的汞,脱汞效率在80%～90%之间。采用含镁的无机矿物为过滤介质,含汞废水按120～200L/m2?min的流速通过38cm厚的滤垫一次,脱汞率达83%[7]。含氯化汞2mg/L的废水通过内装玻璃珠(或砂砾)的玻璃柱,可除去90%的氯化汞。

含汞废水通过铁屑填充层的表面,离解出的铁离子使汞析出沉淀,但必须维持铁屑填充层的表面始终不能变为氧化铁,所以该法的缺点是需要时常酸洗表面层。

3.微生物法处理技术

微生物法与传统的物理化学方法相比,具有以下优点:(1)高吸附率,高选择性;(2)需处理的化学或生物污泥量少;(3)去除极低浓度重金属离子的废下液效率高;(4)适用pH及温度范围宽;(5)运行费用低。它弥补了现有工艺不能将污水中汞离子质量分数降至10-9级的不足,受到越来越多的重视。