一種利用脫汞吸附材料處理含汞廢水的方法
【專利摘要】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(jí)吸附池對(duì)含汞廢水進(jìn)行處理，并借助機(jī)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(dá)到或低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而消除汞隨污水外排而造成對(duì)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。
【專利說明】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】
[0001] 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)】
[0002] 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(duì)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(yán)重。為此，國家針對(duì)化工行業(yè)含汞廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。但是，現(xiàn)有的除汞工藝已 不能滿足排放要求（< 〇. 〇〇5mg/L)，含汞廢水的處理方法亟待改進(jìn)。
[0003] 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Na 2S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FeS0 4、FeCl2、硅藻土等為混凝劑，以此來處理含汞廢水。該法對(duì)高濃度含汞廢水的 處理效果好、性價(jià)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(dá)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。活性炭吸附 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(dá)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(duì)汞的吸附容量較小，而且其孔結(jié)構(gòu)容易被水中的細(xì)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(jìn)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。
[0004] 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(duì)汞離子具有很高的吸附容量和較強(qiáng)的吸附選擇性的脫汞吸附材料。這兩 個(gè)發(fā)明專利所公布的脫汞吸附材料相對(duì)于活性炭而言，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（一）、吸附容量高， 吸附性能好：純粹聚合物型汞離子吸附劑對(duì)汞離子的飽和吸附容量可達(dá)585. 90mg/g，黏土 含量達(dá)50%的復(fù)合型汞離子吸附劑對(duì)Hg(II)離子的飽和吸附量可達(dá)360. 73mg/g ;(二）、 吸附性能受溶液酸堿度的影響?。核嫉拿摴讲牧显赑H值較低和較高條件下對(duì)汞 離子均具有非常好的吸附性能，可以滿足實(shí)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(diǎn)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。
[0005] 因此，在現(xiàn)有文獻(xiàn)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(jìn)而消除汞隨污水外排對(duì)周圍環(huán)境造成的 污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的在于，針對(duì)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(diǎn)，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(jí)吸附池對(duì)含汞廢水進(jìn)行處 理，并借助機(jī)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(dá)到或低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而消除汞隨污水外排而造成對(duì) 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。
[0007] 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(jí) 吸附池、二級(jí)吸附池、三級(jí)吸附池和四級(jí)吸附池對(duì)含汞廢水進(jìn)行處理，并借助機(jī)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(jìn)行：
[0008] a、將含汞廢水收集到一級(jí)吸附池，通過pH計(jì)檢測廢水的pH值，控制含汞廢水的pH 在2-10范圍；
[0009] b、向盛有含汞廢水的一級(jí)吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機(jī)械攪拌使 含汞廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附〇. 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；
[0010] c、檢測吸附后一級(jí)吸附池中廢水的汞濃度，若汞濃度小于0. 005mg/L，則直接排 放；若汞濃度大于〇. 〇〇5mg/L時(shí)，則需打開閥門將廢水輸送入二級(jí)吸附池內(nèi)；
[0011] d、向盛有含汞廢水的二級(jí)吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機(jī)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(jí)吸附池中廢水的汞濃 度，若汞濃度小于〇. 〇〇5mg/L，則直接排放；若汞濃度大于0. 005mg/L時(shí)，則需打開閥門將廢 水輸送入三級(jí)吸附池內(nèi)；
[0012] e、向盛有含汞廢水的三級(jí)吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機(jī)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(jí)吸附池中廢水的汞濃 度，若汞濃度小于〇. 〇〇5mg/L，則直接排放；若汞濃度大于0. 005mg/L時(shí)，則需打開閥門將廢 水輸送入四級(jí)吸附池內(nèi)；
[0013] f、向盛有含汞廢水的四級(jí)吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機(jī)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(jí)吸附池中廢水的汞濃 度，若汞濃度小于〇. 〇〇5mg/L，則直接排放。
[0014] 所述的含汞廢水處理方法中，吸附池的級(jí)數(shù)可根據(jù)實(shí)際處理需要自行增減。
[0015] 所述的含汞廢水處理方法中，投放于各級(jí)吸附池中的脫汞吸附材料能處理多個(gè)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。
[0016] 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。
[0017] 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(dá)到飽和之后進(jìn)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。
[0018] 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(tuán)對(duì)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(shí)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(duì)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(duì)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(duì)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。
[0019] 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。
[0020] 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(diǎn)和效果表 現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
[0021] (1)工藝簡單，操作簡便。采用該方法處理含汞廢水時(shí)，無需進(jìn)行沉淀、絮凝等前處 理，處理工藝簡單，操作簡便。
[0022] (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(shí)，只需經(jīng)過兩級(jí)吸附池吸附處理即可使廢水中汞的濃度降至0. 〇〇lmg/L以下，除汞 效率高于98% ;采用該方法處理濃度低于lmg/L的含汞廢水時(shí)，只需經(jīng)過三級(jí)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l〇mg/L的含汞廢水時(shí)，只需經(jīng)過四級(jí)吸附池吸附處理即可使水體中汞濃度降至 0· 005mg/L以下，除汞效率高于99. 9%。
[0023] (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(duì)較低，而且，材料在達(dá)到吸附飽和之后，可以用洗脫劑對(duì)其進(jìn)行脫附 再生，重復(fù)使用，這使廢水處理成本大大降低。
[0024] (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。
[0025] 本發(fā)明所述方法相對(duì)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(duì)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。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0028] 參照圖1，一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(jí)吸附 池、二級(jí)吸附池、三級(jí)吸附池、四級(jí)吸附池對(duì)含汞廢水進(jìn)行處理，并借助機(jī)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，處理步驟如下：
[0029] a、將含汞廢水收集到一級(jí)吸附池，通過pH計(jì)檢測廢水的pH值，控制含汞廢水的pH 在2-10范圍；
[0030] b、向盛有含汞廢水的一級(jí)吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機(jī)械攪拌使 含汞廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附〇. 5_24h，含汞廢水中的汞離子與脫汞吸 附材料上的官能團(tuán)發(fā)生相互作用，從而吸附在材料顆粒表面，其反應(yīng)式如下：
[0031]

【權(quán)利要求】
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(jí)吸附 池、二級(jí)吸附池、三級(jí)吸附池和四級(jí)吸附池對(duì)含汞廢水進(jìn)行處理，并借助機(jī)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(jìn)行： a、 將含汞廢水收集到一級(jí)吸附池，通過pH計(jì)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(jí)吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機(jī)械攪拌使含汞 廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附〇. 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(jí)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(shí)，則需打開閥門將廢水輸送入二級(jí)吸附池內(nèi)； d、 向盛有含汞廢水的二級(jí)吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機(jī)械攪拌使含汞 廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附〇. 5-24 h，檢測二級(jí)吸附池中廢水的汞濃度， 若汞濃度小于〇. 005 mg/L，則直接排放；若汞濃度大于0. 005 mg/L時(shí)，則需打開閥門將廢 水輸送入三級(jí)吸附池內(nèi)； e、 向盛有含汞廢水的三級(jí)吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機(jī)械攪拌使含汞 廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附〇. 5-24 h，檢測三級(jí)吸附池中廢水的汞濃度， 若汞濃度小于〇. 005 mg/L，則直接排放；若汞濃度大于0. 005 mg/L時(shí)，則需打開閥門將廢 水輸送入四級(jí)吸附池內(nèi)； f、 向盛有含汞廢水的四級(jí)吸附池中投加顆粒狀脫汞吸附材料，并借助機(jī)械攪拌使含汞 廢水與脫汞吸附材料混合均勻，間歇攪拌吸附〇. 5-24 h，檢測四級(jí)吸附池中廢水的汞濃度， 若萊濃度小于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(jí)數(shù)根據(jù)實(shí)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(jí)吸附池中的脫汞吸附材料能處理多個(gè)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(dá)到飽和之后進(jìn)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。
【文檔編號(hào)】C02F1/28GK104445675SQ201410592365
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】王曉煥 申請人:中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所