申請日2014.10.28

　　公開(公告)日2015.03.25

　　IPC分類號C02F1/28; C02F9/02

　　摘要

　　本發(fā)明提供一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法，采用依次相連的多級吸附池對含汞廢水進行處理，并借助機械攪拌將含汞廢水混合均勻，以提高除汞效率。本發(fā)明所述方法能有效處理高、低濃度的含汞廢水，使出水達到或低于國家排放標準，進而消除汞隨污水外排而造成對周圍環(huán)境的污染。本發(fā)明尤其適合用于電石法聚氯乙烯生產(chǎn)、鉛鋅礦冶煉、混汞煉金等涉汞行業(yè)產(chǎn)生的含汞廢水的有效處理。

 
　　權(quán)利要求書

　　1.一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法，其特征在于采用依次相連的一級吸附池、二級吸附池、三級吸附池和四級吸附池對含汞廢水進行處理，并借助機械攪拌使含汞廢水與脫汞吸附材料混合均勻，以提高除汞效率，具體操作按下列步驟進行：

　　a、將含汞廢水收集到一級吸附池，通過pH計檢測廢水的pH值，控制含汞廢水的pH在2-10范圍;

　　b、向盛有含汞廢水的一級吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機械攪拌使含汞廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附0.5-24 h，以便汞能夠更好的與脫汞吸附材料接觸并發(fā)生反應(yīng)，從而吸附固定在材料上;

　　c、檢測吸附后一級吸附池中廢水的汞濃度，若汞濃度小于0.005 mg/L，則直接排放;若汞濃度大于0.005 mg/L時，則需打開閥門將廢水輸送入二級吸附池內(nèi);

　　d、向盛有含汞廢水的二級吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機械攪拌使含汞廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附0.5-24 h，檢測二級吸附池中廢水的汞濃度，若汞濃度小于0.005 mg/L，則直接排放;若汞濃度大于0.005 mg/L時，則需打開閥門將廢水輸送入三級吸附池內(nèi);

　　e、向盛有含汞廢水的三級吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機械攪拌使含汞廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附0.5-24 h，檢測三級吸附池中廢水的汞濃度，若汞濃度小于0.005 mg/L，則直接排放;若汞濃度大于0.005 mg/L時，則需打開閥門將廢水輸送入四級吸附池內(nèi);

　　f、向盛有含汞廢水的四級吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機械攪拌使含汞廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附0.5-24 h，檢測四級吸附池中廢水的汞濃度，若汞濃度小于0.005 mg/L，則直接排放。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法，其特征在于吸附池的級數(shù)根據(jù)實際處理需要自行增減。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法，其特征在于，投放于各級吸附池中的脫汞吸附材料能處理多個批次的含汞廢水，直至材料吸附飽和失效后，需將脫汞吸附材料從吸附池中濾出，并更換新的脫汞吸附材料。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法，其特征在于，所使用的脫汞吸附材料是由殼聚糖、聚乙烯醇和黏土制備而成，為粉體顆粒狀物，粒徑為10-200目。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法，其特征在于，所使用的脫汞吸附材料在吸附達到飽和之后進行脫附再生，洗脫劑為體積百分比濃度為5%-30%的鹽酸溶液、硝酸溶液或硫酸溶液，或濃度為0.1-1.0 摩爾/升的硫脲溶液。

　　說明書

　　一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種含汞廢水處理方法，特別涉及一種利用脫汞 吸附材料處理含汞廢水的方法。

　　背景技術(shù)

　　重金屬中的汞，是一種劇毒、高揮發(fā)性的神經(jīng)毒物，能在生物體內(nèi)持續(xù)累積，對人體 健康和生態(tài)環(huán)境的危害性都非常大。近年來，由汞及其化合物所造成的環(huán)境污染問題日益 嚴重。為此，國家針對化工行業(yè)含汞廢水的排放標準不斷提高。但是，現(xiàn)有的除汞工藝已 不能滿足排放要求(≤0.005mg/L)，含汞廢水的處理方法亟待改進。

　　現(xiàn)有的含汞廢水處理工藝主要是化學(xué)沉淀-絮凝法和活性炭吸附法。其中，化學(xué)沉淀- 絮凝法是以Na2S或NaHS為沉淀劑，通過硫化反應(yīng)，使Hg2+離子以HgS沉淀的形式析出， 并以FeSO4、FeCl2、硅藻土等為混凝劑，以此來處理含汞廢水。該法對高濃度含汞廢水的 處理效果好、性價比高，因而普遍被企業(yè)所采用。但是，經(jīng)該法處理后，出水汞濃度往往 達不到排放要求;另外，由于絮凝劑等的加入而產(chǎn)生大量含汞污泥，造成二次污染�；钚� 炭吸附法是利用活性炭的高比表面積優(yōu)勢以及豐富的孔結(jié)構(gòu)將含汞廢水中的汞離子及其 化合物吸附固定在材料上，從而達到從含汞廢水中去除汞的目的。該法在含汞廢水處理領(lǐng) 域有一定的應(yīng)用。但是，由于活性炭對汞的吸附容量較小，而且其孔結(jié)構(gòu)容易被水中的細 小懸浮顆粒物堵塞，因此，該法只適合用于處理成分單一且濃度較低的含汞廢水。為進一 步降低廢水中汞的濃度，一些企業(yè)將活性炭吸附法與化學(xué)沉淀-絮凝法結(jié)合起來使用。這 種聯(lián)用處理工藝，雖然在一定程度上降低了出水中汞的濃度，但是由于活性炭很容易吸附 飽和，而且難再生，活性炭柱的更換頻率較高，造成含汞廢水處理成本偏高，因而很難被 廣泛采用。

　　中國發(fā)明專利ZL 201110213421.9和ZL 201110326390.8分別公布了“一種汞離子吸附 劑”和“一種復(fù)合型汞離子吸附劑及其制備方法”。其內(nèi)容是以殼聚糖、聚乙烯醇和黏土 為原料，制備對汞離子具有很高的吸附容量和較強的吸附選擇性的脫汞吸附材料。這兩個 發(fā)明專利所公布的脫汞吸附材料相對于活性炭而言，具有以下優(yōu)點：(一)、吸附容量高， 吸附性能好：純粹聚合物型汞離子吸附劑對汞離子的飽和吸附容量可達585.90mg/g，黏 土含量達50%的復(fù)合型汞離子吸附劑對Hg(II)離子的飽和吸附量可達360.73mg/g;(二)、 吸附性能受溶液酸堿度的影響�。核�公布的脫汞吸附材料在pH值較低和較高條件下對汞 離子均具有非常好的吸附性能，可以滿足實際工藝需求;(三)、生產(chǎn)成本低，便于大規(guī)模 推廣應(yīng)用;(四)再生性能好，可以重復(fù)使用。這些優(yōu)點決定了上述發(fā)明專利所述的脫汞 吸附材料有望代替活性炭，并被廣泛應(yīng)用于含汞廢水處理領(lǐng)域。

　　因此，在現(xiàn)有文獻的基礎(chǔ)上，開發(fā)一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法，簡化 含汞廢水處理工藝流程、降低廢水處理成本，進而消除汞隨污水外排對周圍環(huán)境造成的污 染。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明目的在于，針對現(xiàn)有含汞廢水處理方法尤其是活性炭吸附法所存在的吸附性能 差、吸附柱更換頻率高、廢水處理成本高、存在二次污染等方面的缺點，提供一種利用脫 汞吸附材料處理含汞廢水的方法。該方法采用依次相連的多級吸附池對含汞廢水進行處 理，并借助機械攪拌將含汞廢水混合均勻，以提高除汞效率。本發(fā)明所述方法能有效處理 高、低濃度的含汞廢水，使出水達到或低于國家排放標準，進而消除汞隨污水外排而造成 對周圍環(huán)境的污染。本發(fā)明尤其適合用于電石法聚氯乙烯生產(chǎn)、鉛鋅礦冶煉、混汞煉金等 涉汞行業(yè)產(chǎn)生的含汞廢水的有效處理。

　　本發(fā)明所述的一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法，采用依次相連的一級吸附 池、二級吸附池、三級吸附池和四級吸附池對含汞廢水進行處理，并借助機械攪拌使含汞 廢水與脫汞吸附材料混合均勻，以提高除汞效率，具體操作按下列步驟進行：

　　a、將含汞廢水收集到一級吸附池，通過pH計檢測廢水的pH值，控制含汞廢水的pH 在2-10范圍;

　　b、向盛有含汞廢水的一級吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機械攪拌使含 汞廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附0.5-24h，以便汞能夠更好的與脫汞吸 附材料接觸并發(fā)生反應(yīng)，從而吸附固定在材料上;

　　c、檢測吸附后一級吸附池中廢水的汞濃度，若汞濃度小于0.005mg/L，則直接排放; 若汞濃度大于0.005mg/L時，則需打開閥門將廢水輸送入二級吸附池內(nèi);

　　d、向盛有含汞廢水的二級吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機械攪拌使含 汞廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附0.5-24h，檢測二級吸附池中廢水的汞 濃度，若汞濃度小于0.005mg/L，則直接排放;若汞濃度大于0.005mg/L時，則需打開 閥門將廢水輸送入三級吸附池內(nèi);

　　e、向盛有含汞廢水的三級吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機械攪拌使含 汞廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附0.5-24h，檢測三級吸附池中廢水的汞 濃度，若汞濃度小于0.005mg/L，則直接排放;若汞濃度大于0.005mg/L時，則需打開 閥門將廢水輸送入四級吸附池內(nèi);

　　f、向盛有含汞廢水的四級吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機械攪拌使含 汞廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附0.5-24h，檢測四級吸附池中廢水的汞 濃度，若汞濃度小于0.005mg/L，則直接排放。

　　所述的含汞廢水處理方法中，吸附池的級數(shù)可根據(jù)實際處理需要自行增減。

　　所述的含汞廢水處理方法中，投放于各級吸附池中的脫汞吸附材料能處理多個批次的 含汞廢水，直至材料吸附飽和失效后，需將脫汞吸附材料從吸附池中濾出，并更換新的脫 汞吸附材料。

　　所述的含汞廢水處理方法中，所使用的脫汞吸附材料是由殼聚糖、聚乙烯醇和黏土制 備而成，為粉體顆粒狀物，粒徑為10-200目。

　　所述的含汞廢水處理方法中，所使用的脫汞吸附材料在吸附達到飽和之后進行脫附再 生，洗脫劑為體積百分比濃度為5%-30%的鹽酸溶液、硝酸溶液或硫酸溶液，或濃度為 0.1-1.0摩爾/升的硫脲溶液。

　　本發(fā)明所述的一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法，是利用脫汞吸附材料上所 含的氨基、酰胺基、C=N等官能團對汞離子的優(yōu)異螯合性能，將汞離子及其化合物吸附固 定在材料上，從而實現(xiàn)從廢水中徹底清除汞的目的。該處理方法在本質(zhì)上屬于吸附法，但 該方法不同于傳統(tǒng)的活性炭吸附法。首先，活性炭對汞離子等污染物的吸附主要是物理吸 附作用，而本發(fā)明中所使用的脫汞吸附材料對汞離子的吸附則主要是化學(xué)吸附作用;其次， 活性炭吸附法的除汞效率低，廢水處理成本高，而本發(fā)明所使用的脫汞吸附材料對汞離子 的吸附性能好、去除效率高，廢水處理成本較低;再次，活性炭再生困難，易產(chǎn)生二次污 染，而本發(fā)明所使用的脫汞吸附材料可再生、可生物降解，不產(chǎn)生二次污染。

　　本發(fā)明所述的一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法既可用于高濃度含汞廢水 的處理，也可用于低濃度含汞廢水的深度凈化。該法尤其適合用于電石法聚氯乙烯生產(chǎn)、 鉛鋅礦冶煉、混汞煉金等行業(yè)產(chǎn)生的含汞廢水的有效處理。

　　本發(fā)明所述的一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法，其主要優(yōu)點和效果表現(xiàn)在 以下幾個方面：

　　(1)工藝簡單，操作簡便。采用該方法處理含汞廢水時，無需進行沉淀、絮凝等前 處理，處理工藝簡單，操作簡便。

　　(2)處理效果好，汞的去除效率高。采用該方法處理濃度低于0.05mg/L的含汞廢水 時，只需經(jīng)過兩級吸附池吸附處理即可使廢水中汞的濃度降至0.001mg/L以下，除汞效率 高于98%;采用該方法處理濃度低于1mg/L的含汞廢水時，只需經(jīng)過三級吸附池吸附處 理即可使水體中汞濃度降至0.004mg/L以下，除汞效率高于99%;采用該方法處理濃度 低于10mg/L的含汞廢水時，只需經(jīng)過四級吸附池吸附處理即可使水體中汞濃度降至0.005 mg/L以下，除汞效率高于99.9%。

　　(3)材料可重復(fù)使用，廢水處理成本低。該含汞廢水處理方法所使用的脫汞吸附材 料自身的生產(chǎn)成本相對較低，而且，材料在達到吸附飽和之后，可以用洗脫劑對其進行脫 附再生，重復(fù)使用，這使廢水處理成本大大降低。

　　(4)材料可生物降解，不產(chǎn)生二次污染。本發(fā)明所使用的脫汞吸附材料是一種可生 物降解型材料，材料完全失效后可以自然生物降解，從而有效避免了二次污染隱患。

　　本發(fā)明所述方法相對于活性炭吸附法和絮凝沉淀法而言，其處理效果更好，操作更加 簡便;相對于發(fā)明專利201110379128.X所述的“含汞廢酸和廢水的除汞和汞回收工藝” 而言，其應(yīng)用領(lǐng)域更廣，工藝更加簡單，廢水處理成本更低。因此，具有非常好的市場推 廣、應(yīng)用前景。