【逢汞】工业废水中汞和大气中汞的处理技术对比

北极星环保网讯:目前，工业废水和城市生活废水是我国水环境污染的污染源之一，尤其是随着生产规模的不断扩大及工业技术的飞速发展，含有重金属的有机废水的污染源日益增多。汞离子便是其中之一，所以除汞工的运用也日渐成熟。

1.汞的毒性以及汞污染物在工业生产中的产生

汞是一种银白色的液体金属,汞及其化合物都是有毒物质,可以通过各种途径侵入人体,它的毒性是累积的,其中无机汞主要积聚于内脏,少量积聚于脑髓、皮肤和人体的其他部分。在一般情况下多为慢性中毒,汞主要影响人的中枢神经。含汞达0.0～0.02mg/L的水能使鱼类中毒,达0.03mg/L能使水生虫类中毒,而人饮用含汞50mg/L的水会中毒致死。

由于汞具有一些特殊的物理、化学性能,所以广泛的应用在化工和石油化学工业、制药、纸浆造纸电器电子仪表等工业部门。汞及其化合物会以"三废"特别是废水形式进入环境,成为重要的污染物之一。

2.物理和化学处理技术

含汞废水的危害早已被人们所认识,并且开发了很多方法进行处理。但大部分文献中的处理数据是实验室或中试研究的结果。每种处理技术的效果和经济性与多种因素有关,如汞的化学性质、初始汞浓度、废水中与汞共存的其他成分,以及要达到的汞去除率等。常用的处理技术有化学沉淀法、混凝法、离子交换法、吸附法、还原法、羊毛吸、附法等。

2.1化学沉淀法

含汞废水中加入硫化钠处理,由于Hg与S有强烈的亲和力,能生成溶度积小的硫化汞而从溶液中除去。所以硫化物沉淀法是最常用的一种沉淀处理法。沉淀法可与絮凝、重力沉降、过滤或溶气浮选等分离过程相结合。这些后续操作可增加硫化汞沉淀的去除效果,但不能提高溶解汞本身的沉淀效率。

当初始汞浓度较高时,硫化汞沉淀法可以达到99.9%以上的去除率。但即使经过滤或活性炭深度处理,出水中汞的最低含量也有10～20g/L。在不增加硫化物用量前提下,在中性pH值范围内沉淀效果最佳,当pH值>9时沉淀效率急剧降低。除了不能把汞含量降至10g/L以下的缺点外,该法还有其他不足之处:

(1)在硫化物过量较多时会形成可溶性汞硫络合物;

(2)硫化物过量程度的监测较困难;

(3)处理后出水的残余硫会产生污染问题

硫化物沉淀法反应式及溶度积如下:

2Hg S2-=Hg2S↓K=1.8×10-45

Hg S=HgS↓K=1.6×10-54

有的工厂用硫化氢钠、明矾二步处理汞含量为25mg/L的废水,处理后排出水汞的含量可降至0.006～0.05mg/L。其方法原理为:

NaHS H2O→H2S NaOH

Hg2 S2-→HgS↓

2KAl(SO4)2→K2(SO4) Al2(SO4)3

Al3 3OH-→Al(OH)3↓

由于产生共沉淀,故加入明矾可提高沉淀效率硫化物沉淀法处理所引起的环境问题是富汞沉淀污泥的不断积累,这种污泥或者以环境可接受的方式处置,或者进一步用以回收汞。

2.2混凝法

用混凝法对多种废水进行脱汞处理,所用的混凝剂包括硫酸铝明矾、铁盐及石灰。

在混凝法除汞的研究中,先在生活污水中加入50～60μg/L的无机汞,然后用铁盐或明矾聚集并过滤,两种方法都可使含汞量降低94%～98%。用石灰混凝剂处理500μg/L的高浓度含汞废水,过滤后汞的去除率为70%。某工厂中试比较了明矾和铁盐对无机汞和甲基汞的处理效果,结果表明铁盐能有效地除去汞。另一项研究结果也报道了类似的结果,此外还发现即使混凝剂用量增加到100～150mg/L,也不能改善汞的去除效果。

表2列出了混凝法的处理数据。明矾处理后汞的出水含量为1.5～102μg/L,铁盐处理后则为0.5～12.8μg/L。但当初始汞浓度较低时,明矾和铁盐的混凝处理效果相似,此时汞的出水含量较低,为0.5～5.0μg/L。

用明矾处理含汞废水的优点是节省费用,相当于硫化钠法的1/3,操作简单,沉降速度快,含汞废水中含汞量经处理后可下降至0.02～0.03mg/L,但此法对浓度较高、水质较清的含汞废水,其效果不如硫化钠法。

在处理废水中同时含有汞及其他重金属离子情。朱又春等在混凝法基础上与微电解过程结合,得出结论可使汞富集在污泥中,更有利于后续的混凝操作。