含汞廢水處理工藝運行常見問題及解決措施

楊興娟，史志偉，李開明

（北京中科國益環保工程有限公司，北京 100080）

1 含汞廢水來源與特性

中國用汞行業主要包括燃煤、有色金屬、垃圾焚燒、氯堿、采礦、冶煉等[1]，其中，PVC 用汞量占消耗總量的50%～60%[2]。汞作為稀缺資源，供應量逐年降低，而電石法聚氯乙烯行業對汞資源的消耗卻隨生產擴能與日俱增。因此，如何降低汞消耗，控制汞排放是生產企業亟待解決的環境任務，也是實現聚氯乙烯行業可持續健康發展的關鍵環節。

2 現有含汞廢水處理工藝簡介

含汞廢水處理方法基本可歸納為以下幾類：傳統化學沉淀法、離子交換法、還原法、吸附法、電解法、汞齊提取法、微生物處理法等[3]。現有含汞廢水處理工藝概述見表1。

由表1可知，當今含汞廢水處理工藝在工程應用過程中需根據各企業水質特點選擇適當處理技術，盡量降低技術缺陷，確保出水達標。因而，新技術研發及現有工藝改進、優化是含汞廢水處理技術工業應用的重點研究內容。北京中科國益環保工程有限公司經過多年努力與探索，基于化學沉淀法研發一種含汞廢水物化處理新工藝，該工藝采用全新自主研發藥劑，具有設備緊湊、操作簡便、無資源浪費等特點。

3 新工藝特點

復合助劑IAMD-08的研發是新工藝系統穩定達標運行的必要因素，是該工藝技術特點的關鍵環節，復合助劑IAMD-08是通過多年的試驗總結、工程應用經驗等成功研發的新型助劑產品，已獲得中國國家知識產權局發明專利。

復合助劑由多種離子及金屬元素組成，其中的絮凝離子在水中迅速生成大分子基團，捕捉生成的硫化汞細微固體，基團中金屬有效離子及分子與硫化汞固體形成類晶體顆粒，并隨著反應時間增加，類晶體顆粒逐漸增大，有效地避免了過量的硫化物與生成的硫化汞固體接觸，防止過量硫化物溶解硫化汞的反應發生，有效提高了廢水中汞離子的固化效果，極大地改善了直接硫化物沉淀法無法穩定運行的缺陷，具有易實施、效果顯著，無二次污染等特點，適合各類含汞廢水新建及整改項目工程。

表1 現有含汞廢水處理工藝概述表

（1）對水質適應能力強，具有較高的抗沖擊負荷能力，適合低、中、高濃度含汞廢水處理。

（2）工藝先進、技術成熟、處理效果穩定，選用的物化處理工藝可嚴格預防和防治突發事件，設置突然事故應急措施，常年運行過程能保證出水達標。

（3）設備采用全自控模式，運行管理便捷，一體化設備系統化程度高、占地緊湊、維修量小。

（4）設備運行效率高，化學藥劑循環使用，避免非必要消耗，節約運行成本。

（5）采用連續加藥方式，系統連續運行，運轉方式靈活，可隨時根據水質調整運行參數，應急措施實施簡便。

（6）過濾裝置反洗條件設置嚴格，充分保證分離效果。

（7）含汞污泥及時排除體系，保證系統更加安全。

4 工藝調試運行常見問題及解決措施

該公司成功地將自主研發的《一種含汞廢水處理方法》（專利號2011 1 0042926.3）應用于生產實踐，已為多家國內企業建成含汞廢水處理工程，并已穩定運行。通過經驗總結，工藝優化，結合試驗數據及理論分析，已形成完善的工程設計、安裝及調試運行體系。現就含汞廢水處理技術應用常見問題進行總結，提出科學、有效的解決措施。

4.1 系統內pH 值控制困難

含汞廢水中汞的主要來源是以炭為載體的氯化汞觸媒，由于氯化汞的升華特性，導致氯乙烯氣體中含有大量的氯化汞蒸氣及氯化氫氣體[4]，粗氯乙烯混合氣體經水洗、堿洗或更換觸媒等單元操作產生大量的含汞廢水，由于氯化氫存在，導致水洗廢水的pH 值極低，而堿洗廢水的pH 值極高，二者中和后進行后續處理。

由水洗、堿洗產生的含汞廢水的pH 值很難控制及確定，短時間內調節很難達到理想效果，當廢水的pH 值超過系統要求，將會極大降低汞的固化效果，增加出水中汞濃度，系統無法穩定運行。

解決措施：設置前處理調節池，在穩定均化水質的同時，初始調節pH 值到一定范圍，保證含汞廢水進入一體化除汞裝置內，可微調節處理后達到預定pH 值范圍。

同時，作為也是事故調節池，將不合格產水及沖洗水收集后再次進入系統處理。

4.2 混凝池礬花較小，沉淀難

混凝體系內，混凝劑用來強化混凝效果，達到增強懸浮固體沉淀效果的目的。由于含汞廢水處理體系內形成的硫化汞固體顆粒極其微小，很難靠自身重力沉淀，在沉淀環節前，設置混凝環節。但往往該環節很難達到預期效果，形成的礬花較小，很難在沉淀環節分離。

經過多個工程水質分析，各企業原料類型、配方及廢水產生主導單元的不同，產生廢水水質均不同，包括懸浮固體濃度、水中鹽分等指標，均會影響混凝劑效果，無法形成最優的絮體礬花。

解決措施：項目人員應根據現場情況，在一定混凝劑用量范圍內現場考察，選擇科學、合理的混凝劑用量及配置濃度，達到最佳混凝效果，為沉淀環節提供保障。

4.3 除汞藥劑流失

為保證系統內汞轉化完全，除汞藥劑用量遠遠大于理論用量，待汞完全固化后，過量藥劑隨著廢水流到下一處理單元隨即流入儲泥池，造成藥劑消耗過大，資源浪費，運行成本過高。

解決措施：該公司考慮到實際工程條件，根據藥劑特性，研發復合助劑，設計沉淀回流環節，科學設定回流比例，在保證反應體系藥劑濃度的同時，避免了藥劑浪費，減少化學污泥生成量。該環節的設置可減少藥劑用量近50%，同時，提高了反應體系內的藥劑濃度，增強了汞固化效果，得到了各用戶企業的一致好評。

4.4 深度處理單元過濾效果差

深度處理單元的設置，是為進一步加強固液分離效果，深度降低廢水中懸浮物濃度，保證出水水質。但各別企業在調試期間，特別是某些技改利舊項目，深度處理單元出水無法滿足設計要求。

解決措施：出現此狀況，應明確問題發生原因，分析深度處理單元進出水水質，某些項目中的出水汞濃度大于進水汞濃度情況，說明過濾體系內過濾介質已喪失截留能力，或處于過度飽和狀態。當水流經過時，會夾帶部分已截留含汞物質，導致出水指標過高。對于污染不是很嚴重的裝置，應及時徹底清洗過濾介質；如經清洗仍舊無法達到截留效果，則需更換。

5 結語

綜上所述，可用于含汞廢水處理的方法有多種，在生產實踐過程中行之有效的方法如傳統化學沉淀法、離子交換法、吸附法等，但由于各方法均存在局限性，如使用范圍較窄，除汞效率較低，投資成本或運行費用等問題，均是其工程應用的限制因素，本文闡述的物化處理工藝，從根本上解決了傳統化學沉淀法硫過量形成溶解性汞化物的問題，避免硫過量二次污染情況，同時保持化學沉淀法的汞濃度適用范圍大，系統運行成本較低，運行管理維護方便的優勢，為高濃度高含鹽含汞廢水的高效處理提供了技術支撐，可為各大汞污染廢水產生企業帶來大的環境效益和社會效益。其工程應用前景廣闊。

含汞廢水物化處理工藝在工程應用過程中，裝置運行狀況良好，處理效果穩定，出水汞含量滿足《燒堿、聚氯乙烯工業污染物排放標準》（GB15581-95）中一級標準。

［1］尚 謙，張長水.含汞廢水的污染特征及處理.有色金屬加工，1997，（5）：52－65.

［2］劉東升，范紅波.加強汞污染防治促進電石法聚氯乙烯行業健康發展.中國氯堿，2011，（4）：1－3.

［3］陽爭榮，王洪濤.含汞廢水處理研究進展.廣東水利水電，2004，（6）：55－57.

［4］李國棟，周 軍，張新力.電石法聚氯乙烯生產中汞消耗與汞污染的降低.中國氯堿，2009，（3）：42－45.