含汞廢水裝置技術改造總結

呂佳飛，徐　　柯，田俊明，葉鵬云，楊永峰

（陜西北元化工集團化工分公司，陜西 榆林 719319）

含汞廢水裝置技術改造總結

呂佳飛，徐柯，田俊明，葉鵬云，楊永峰

（陜西北元化工集團化工分公司，陜西 榆林 719319）

針對含汞廢水裝置存在的問題，通過技術改造，實現(xiàn)了含汞廢水裝置長期穩(wěn)定運行，使出水含汞質量濃度小于0.005 mg/L，達到了國家排放和回用標準。

含汞廢水；技術改造；氯乙烯

在電石法PVC生產工藝中，氯乙烯合成反應使用的是以活性炭為載體的氯化汞催化劑。催化劑升華損失的汞隨著反應生成的粗氯乙烯氣體經過水洗、堿洗工序，進入部分廢酸和廢水中及抽翻轉化器觸媒系統(tǒng)產生的污水，共同形成了含汞廢水。廢水含汞量和水量不穩(wěn)定，含有大量的無機鹽和多種雜質，水質成分復雜，處理難度大。目前，常用的汞處理技術有硫化物沉淀法、混凝法、活性炭吸附法、離子交換法、還原過濾法、微生物濃集法及蒸發(fā)結晶法等［1，2］。

陜西北元化工集團化工分公司100萬t/a懸浮法PVC裝置氯乙烯合成系統(tǒng)配套的含汞廢水裝置存在諸多問題：（1）含汞廢水裝置負荷過大；（2）汞轉型中心桶和外桶之間的過水縫隙 （以下簡稱汞轉型喇叭口）易堵塞；（3）除汞劑流失嚴重；（4）易在調節(jié)池、清水池累積大量汞泥，清理汞泥被迫停車，難度大且存在中毒或窒息等安全隱患；（5）清水池取出水樣不方便，且代表性不強等。該公司根據(jù)生產實際進行了技術改造，大大節(jié)省人力物力，降低生產成本，并消除安全隱患，實現(xiàn)含汞廢水裝置長期穩(wěn)定運行，處理后的水達到國家排放和回用標準。

1　含汞廢水裝置簡介

1.1工藝流程

廢水首先進入調節(jié)池進行水質水量的調節(jié)，由泵提升入中和反應器并加酸或堿調節(jié)pH值到6～9。經過中和反應后的出水，自流入混凝反應器，投加混凝劑發(fā)生混凝反應，經過分離器沉淀分離后去除水中的懸浮物質。出水自流入汞轉型分離器，在此投加除汞劑，使汞離子轉化成難溶于水的汞鹽，在汞轉型器內反應與沉淀，除汞劑在汞轉型器中自循環(huán)使用。上清液自流到氧化還原池。經過氧化還原反應后的出水自流入儲水池，經提升泵依次送入砂濾罐、膜分離器，最終出水排入清水池，生產回用。汞轉型反應器內除汞劑一次投加，失效后排入儲渣池；分離器產生的泥渣也排入儲渣池，由螺桿泵送入壓濾機，進行壓濾處理產生的泥餅外運（觸媒廠家回用），壓濾出水回調節(jié)池。經處理后出水部分做為砂濾罐及膜分離器反沖洗水，由反沖洗泵送入砂濾罐及膜分離器，反洗出水排入調節(jié)池，工藝流程示意圖見圖1。

1.2除汞原理

該公司含汞廢水處理主要運用硫化物沉淀法。硫化物沉淀法是工業(yè)上處理含汞廢水的重要方法之一，尤其在汞含量高的廢水治理中表現(xiàn)出良好的性能和優(yōu)異的性價比［3］。

化學原理：Hg2+＋S2-=HgS↓

2Hg+＋S2-＝Hg2S<=>HgS↓＋Hg↓

反應生成的硫化物溶度積很小，如HgS的KsP＝4×10-53，Hg2S的KsP＝1.0×10-45。因此，硫化物沉淀法是一種高效的除汞方法。

2　運行中出現(xiàn)的問題及技術改造情況

圖1　　含汞廢水裝置工藝流程圖

圖2　　改造前汞轉型截面圖

圖3　　改造后汞轉型截面圖

2.1汞轉型喇叭口改造

汞轉型是除去廢水中汞的關鍵裝置，大部分汞在此處除去，除汞劑在汞轉型內與廢水中的汞循環(huán)接觸發(fā)生化學反應除去汞。運行過程中，時常出現(xiàn)攪拌故障、汞泥沉積堵塞喇叭口等問題，嚴重影響正常生產運行。

該公司發(fā)現(xiàn)關鍵問題在喇叭口過小易堵塞。針對此問題，做了如下技術改造：增大中心桶和外桶之間的過水縫隙，將喇叭口直徑由5 cm改為10 cm，改造前汞轉型截面圖見圖2，改造后截面圖見圖3。改造后效果明顯：（1）再未出現(xiàn)因汞泥沉積而堵塞喇叭口現(xiàn)象，保證汞轉型長期正常運行；（2）加大循環(huán)，增加含汞廢水與除汞劑接觸機率，大大提高了除汞效果。

2.2含汞廢水進水管線改造

由于轉化工序污水池的污水來自堿洗塔、水洗組合塔、抽翻轉化器觸媒系統(tǒng)等多處，成分復雜，含有氯化汞等有毒物質，且懸浮物和沉淀物多。直接將污水池的污水送往含汞廢水處理，面臨以下問題：（1）含汞廢水裝置負荷過大；（2）懸浮物和沉淀物多對設備損害大；（3）易在調節(jié)池積累大量汞泥，調節(jié)池大而深（池深4 m，體積約200 m3），通風不好，有毒物質濃度高，人員清理汞泥困難，且有很大安全隱患，易發(fā)生中毒或窒息死亡事故；（4）清理汞泥被迫停車，嚴重影響正常生產。

為了解決以上問題，做了如下技改：污水進調節(jié)池之前增加壓濾機，改造前工藝流程示意圖見圖4，改造后工藝流程示意圖見圖5。

技改后，通過壓濾機除去原水中大部分汞泥，并減少懸浮物，起到預處理作用，有利于后面汞轉型內除汞并減少汞轉型除汞負荷；大大減少調節(jié)池內汞泥沉積，避免因清理汞泥而停車或中毒窒息等隱患。

2.3聚丙加藥管道改造

聚丙烯酰胺（PAM）的作用是凝固除去廢水中的懸浮物，只往混凝池加聚丙以除去懸浮物。運行過程中出現(xiàn)懸浮物除不徹底、除汞劑流失嚴重等問題。做了如下技改：增加了分離器和汞轉型PAM管道，并使混凝池、分離器和汞轉型3處所加PAM量與原混凝池所加PAM量基本相同，改造前PAM加藥管道見圖6，改造后，見圖7。

圖4　　改造前污水進水管線示意圖

圖5　　改造后污水進水管線示意圖

圖6　　改造前PAM加藥管線示意圖

圖7　　改造后PAM加藥管線示意圖

技改后的效果：混凝池大量除懸浮物，分離器加PAM起到二次沉淀除去懸浮物，減輕汞轉型除汞負荷；汞轉型在重新加新除汞劑時，加PAM，有利于除汞劑固定在汞轉型中心桶內，有效防止除汞劑流失。

2.4清水緩沖罐改造

由于清水池大而深（池深3.5 m，體積約100 m3），取水樣不方便，且代表性不強。清理汞泥被迫停車，且清理汞泥困難，有中毒或窒息安全隱患。做了如下技改：進清水池之前增加2個清水緩沖罐（底面直徑1.4 m，高1.6 m，體積約3 m3的圓柱筒），改造前管線示意圖見圖8，改造后管線示意圖見圖9。

技改后，罐小取樣具有及時性和準確性，避免錯誤判斷，有利裝置穩(wěn)定運行；緩沖罐小易清理，節(jié)省人力物力，并消除了較大的安全隱患；避免了因清理清水

池汞泥而被迫停車，保證整套裝置長期平穩(wěn)運行。

圖8　　改造前清水管線示意圖

圖9　　改造后清水管線示意圖

3　嚴格規(guī)范操作

為了保證含汞廢水整套裝置長期平穩(wěn)運行，處理后的水達到國家排放和回收利用標準，必須嚴格做到以下幾點。

（1）原水pH值嚴格控制在7～9；

（2）除汞劑根據(jù)室溫及原水含汞量定時更換，并嚴格監(jiān)管更換過程，防止更換不及時，除汞劑失效而導致水樣含汞超標；

（3）嚴格控制汞轉型中心桶內的藥劑沉降比保持在5%～8%；

（4）定期清理膜分離器膜棒：半個月清洗1次。

4　結語

該公司針對含汞廢水整套裝置暴露出的問題，通過一系列技術改造，如汞轉型喇叭口改造、含汞廢水進水管線改造、PAM加藥管道改造及清水出水緩沖罐改造等，并嚴格監(jiān)管規(guī)范操作，實現(xiàn)了含汞廢水裝置長期穩(wěn)定運行，大大節(jié)約了生產成本，消除了中毒窒息安全隱患，處理后的水含汞質量濃度小于0.005 mg/L，達到了國家排放和回用標準，解決了公司在環(huán)保中的難題。

［1］黃鳴榮，高國玉，何曉弟，等.含汞廢水處理方法的研究.化工設計，2010，20（2）：33-35.

［2］蔡陽，黃華倩.含汞廢水的無害化處理技術及應用.中國氯堿，2012，（5）：39-40.

［3］王小昌，李國棟，李春華，等.電石法聚氯乙烯含汞廢水處理.聚氯乙烯，2013，41（4）：42-45.

Technological transformation of waste water containing mercury

LV Jia-fei，XU Ke，TIAN Jun-ming，YE Peng-yun，YANG Yong-feng
（Shanxi Beiyuan Chemical Co.，Ltd.，Yulin 719319，China）

For the problems in the presence of mercury containing waste water，through technological transformation，the long-term stable operation of the waste water plant is realized，effluent mercury concentrations below 0.005 mg/L，reaching the discharge standard and back to use standard.

mercury containing waste water；technological transformation；vinyl chloride

X781.2

B

1009-1785（2015）10-0030-03

2015-07-13