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污水處理中-汞廢水所帶來的環(huán)境污染和處理方法

2017-04-18

 一、含汞廢水污染狀況

在我國黃金生產(chǎn)中,還在采用混汞作業(yè)提金法。在生產(chǎn)過程中,有不少汞流失到廢水中。汞板出水、浮選尾水、濃密機(jī)溢流水、金精礦工段排水,這些混濁水中都含有汞。

根據(jù)1987年冶金工業(yè)部長春黃金研究所對(duì)《黃金礦山汞污染狀況調(diào)查》中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果,尾礦壩外排混濁水超出污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-88),總超標(biāo)率達(dá)27.5%,超出國家地面水標(biāo)準(zhǔn),超標(biāo)率為100%。各礦山的尾礦壩外排水大部分都是混濁水,給環(huán)境構(gòu)成了污染,給人群健康帶來一定的危害。因此必須治理后方可外排。

二、含汞廢水處理方法

含汞廢水的處理方法很多。各種處理方法的效果和成本取決于汞的存在形態(tài)、初始濃度、廢水中的共存離子以及要求出水水質(zhì)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。

(一)還原法

1.NaBH4(硼酸鈉)還原法 化學(xué)原理:非金屬還原劑——硼酸鈉,與汞反應(yīng)后主要生成汞和偏硼酸、放出氫氣。    Hg2+BH4-2OH-<=> Hg3H2BO2-

氧化還原半反應(yīng)式為:

Hg2+2eHg

B5-=B3+8e

6H+6e=3H2

反應(yīng)條件:pH11

 生成的汞粒(粒徑約10µm)用水力旋流器分離回收殘留于濫流水中的汞,經(jīng)水氣分離后,用孔徑為5µm的濾器截留。每kgNaBH4可回收2kg汞。

2.金屬還原法 凡是氧化還原電位低于Hg2+的,如Cu. Zn. Fe. Mn. Mg..Al 等,可將相應(yīng)的金屬屑裝成填料塔,置換廢水中的Hg2+離子。以鐵為例: FeHg2+= Fe2+Hg

置換速率與pH值、溫度、金屬純度、接觸面積等因素有關(guān)。

有機(jī)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(zhuǎn)化為無機(jī)汞,然后再用金屬置換。

(二)硫化法

化學(xué)原理:H2+S2-=HgS

2Hg2+S-Hg2S<=>HgS Hg

反應(yīng)生成的硫化物溶度積很小,如HgSKsP4 x 10-1Hg2SKsP1.0 x 10-45

由此可見,硫化物沉淀法是一種高效能的除汞方法。

如果廢水中有過量的S2-離子時(shí),可補(bǔ)加硫酸亞鐵(FeSO4),與過量的S2-離子生成硫化鐵沉淀。FeSO4S2-FeSSO42-投加一部分Fe2+,能與廢水中的OH-離子結(jié)合生成FeOH2FeOH3,對(duì)數(shù)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(huì)影響HgS的優(yōu)先沉淀。因?yàn)樯傻?/span>FeS的溶度積(KsP=3.7x10-19)比HgS的溶度積大億萬倍。

在實(shí)際生產(chǎn)中,先用石灰調(diào)節(jié)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—01 m g/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。

(三)吸附法

國內(nèi)經(jīng)常采用活性炭為吸附劑。

具體做法是采用靜態(tài)吸附法,先沉淀,后吸附。

首先用硫化鈉使汞離子轉(zhuǎn)化為硫化汞沉淀析出,同時(shí)除去廢水中泥砂等懸浮物,用氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH,以硫酸亞鐵( FeSO4)為凝聚劑,用活性炭吸附泄漏的金屬汞和汞化物,這樣處理過的凈化液所含的殘余汞能達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

國外采用含丹寧的農(nóng)副產(chǎn)品作吸附劑。如:核桃片、花生軟皮、稻草、花生外殼、甘蔗渣、橄欖果核等。也有的用粘土經(jīng)加工處理后作吸附劑。這類含丹寧物質(zhì)的吸附劑,經(jīng)處理,當(dāng)含汞廢水中同時(shí)又含有其他金屬時(shí),不影響對(duì)汞的吸附效果。并且其吸附容量超過活性炭的130%。

(四)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(gè)交換柱后,出水中檢不出汞。

(五)凝取沉淀法

凝聚劑采用石灰。

向含汞廢水中投加石灰,生成CaOH2CaOH2對(duì)汞有凝聚吸附作用,在有三價(jià)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(jīng)凝聚沉淀后,出水水質(zhì)含汞量可降到0.05 m g/L以下。

(六)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(duì)含汞廢水進(jìn)行萃取,經(jīng)萃取后,凈化液中殘留汞在0.017t, g/L以下。

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(nèi)正在研究的有轉(zhuǎn)化法除汞、含腐植酸煤吸附法除汞等。

目前,采用混汞作業(yè)提金,流失到水中的汞,排至尾礦庫,在尾礦庫停留一段時(shí)間,在重力作用下,經(jīng)自然沉降,由尾礦庫排放到地面水體中,汞一般能達(dá)到地面水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

PVC中生產(chǎn)系以活性炭為載體,浸漬吸附8%~12%的升汞制備催化劑。因?yàn)檗D(zhuǎn)化器均在80180oC高溫下運(yùn)行,勢(shì)必造成活性炭上氯化高汞升華。雖經(jīng)活性炭多次氣相吸附除汞,最終排放廢水中的Hg的質(zhì)量濃度<005mgL達(dá)標(biāo),但仍不可避免HgC1的流失。由于水體對(duì)汞的自然凈化能力有限,所以,通過長期的排放,水體中的汞仍會(huì)富積,對(duì)水體造成污染。處理含汞廢水的方法是在氯乙烯生產(chǎn)過程中,將產(chǎn)生經(jīng)處理過的含汞廢水進(jìn)行收集,建1個(gè)水池,配2臺(tái)離心泵。首先用含汞廢水去鍋爐沖灰,不足的情況下再考慮用生產(chǎn)水或循環(huán)水回水,這樣把含汞廢水分散到灰渣中,不進(jìn)入水體的自然循環(huán)中。被含汞廢水澆過的灰渣,可以用來做水泥或筑路,從而使汞得到轉(zhuǎn)移分散并封存,中止了在水體中的自然循環(huán)。又因煤渣、水泥中含有SP等元素,可與汞結(jié)合生成穩(wěn)定態(tài)的HgS(HgC1)P,從而使汞的危害得到抑制,達(dá)到安全處理的目的,幾乎完全避免了對(duì)自然界的污染。(河南平頂山匯源化學(xué)工業(yè)有限公司,馮運(yùn)偉,劉建軍,苗國敏)利用工業(yè)分析結(jié)果計(jì)算煙煤發(fā)熱量1應(yīng)用基氫含量H的計(jì)算按照GBT211—1996(煤中全水分的分析方法》中方法(空氣干燥法測(cè)定煤的全水分)測(cè)定出煤的全水分(W),將測(cè)定此項(xiàng)指標(biāo)后的煤樣粉碎至粒徑<02mm,再按照GB21291《煤的工業(yè)分析方法》測(cè)煤的內(nèi)在水分(),灰分(A)和揮發(fā)分(If)并計(jì)算出煤的固定炭(C)。利用公式VrVr×,計(jì)算出可燃基揮發(fā)分()。因所使用的煤的≥8%~24%,故可利用公式H007V+329計(jì)算出可燃基氫含量并再換算出應(yīng)用基氫含量。公式為:…H×(100W)×(C+V)———(106=jIl0一式中,=+2應(yīng)用基高位發(fā)熱量Q。的計(jì)算利用高脫爾公式Qw=82×C++If計(jì)算分析基高位發(fā)熱量Q。。式中,c一分析基固定炭,%;v一分析基揮發(fā)分%;一變數(shù),隨可燃基揮發(fā)分IT的數(shù)值變化而變化。,,要式Qcw=Qcw×計(jì)算出高位發(fā)熱量QYGW。。3應(yīng)用基低位發(fā)熱量Q。的計(jì)算利用公式Qow=Qcw6(+9H)計(jì)算出應(yīng)用基低位發(fā)熱量。4計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果通過以上三步計(jì)算法計(jì)算出的數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)比,差值一般不大于100calg。這表明三步計(jì)算法所得數(shù)據(jù)是可信的,計(jì)算的精確度高于現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)公式,分析結(jié)果和使用效果一致,因此,本方法可供中小型企業(yè)或不具備實(shí)測(cè)手段的廠家借鑒。當(dāng)然,本方法的計(jì)算結(jié)果會(huì)因煤的產(chǎn)地,組分不同而有所差異,需要不斷地總結(jié)出更合適的計(jì)算方法。

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