本发明属于危险废物无害化处理技术领域,具体涉及一种含汞废液的处理方法。
背景技术:
汞是五毒之首,在地球的重金属污染物中位居首位,其毒性非常强,除明显的神经毒性外,对内分泌系统、免疫系统等液有不良影响。含汞废水主要来自化工、冶金、机械等工业所排出的废水,其中氯碱工业、电子工业、塑料工业、混汞炼金、雷汞生产排放的废水是主要来源。
含汞废水的处理处置直接关系到人类的身心健康,传统含汞废水的处理方法为沉淀法、离子交换法、吸附法、混凝法、还原过滤法、微生物浓集法、羊毛吸收法等。这些方法受原料和处置费的限制,大部分还停留小试和中试阶段,在工程中推广应用存在一定问题。
含汞废水成分复杂,处理达标要求又非常严格,单一的物理化学法存在处理药剂使用量大、反应不易控制、运行不稳定等问题,将两种或两种以上工艺优化组合,形成协同互补,提高处理效果、降低处理成本,是含汞废水治理技术研究和应用的重要发展趋势。
现发明一种含汞废液的处理方法,在常温常压下操作,工艺简单,适用性强,所用药剂价格低,经济和社会效益显著,处理后的出水汞离子小于0.05mg/L。
技术实现要素:
本发明目的在于克服现有技术的不足,而提供一种处理工艺简单、处置成本低、运行效果稳定的含汞废液的处理方法。
一种含汞废液的处理方法,具体实施步骤包括如下:
(1)在含汞废液中加入改性多孔吸附材料,静置吸附反应,吸附后取液体;
优选的,步骤(1)所述吸附材料为改性煤质活性炭;
优选的,步骤(1)所述吸附材料的添加量为废液与吸附材料质量比为1~10:100;
优选的,步骤(1)所述吸附时间为30~60min;
(2)调节步骤(1)后的废液为碱性,搅拌反应;
优选的,步骤(2)所述碱性是指废液pH为8.5~9.5;
(3)在步骤(2)后的碱性废液中加入沉淀剂;
优选的,步骤(3)所述沉淀剂为硫化钠;
优选的,步骤(3)所述沉淀剂加入量为所述废液总重量的0.5%~10%,搅拌反应10min;
(4)用铁盐溶液调节步骤(3)液体的pH值,保持步骤(2)的碱性,反应后得处理出水;
优选的,步骤(4)所述铁盐溶液为FeCl3溶液,保持废液pH为8.5~9.5,反应时间30min以上。
发明人对含汞废液的处理方法进行了大量试验研究,本方法对各种浓度的含汞废液处理效果较好,其原理是:(1)吸附材料孔隙率大,活性点位全部处于自由状态,与废液接触时,固液之间的传质推动力使大分子物质渗透到吸附材料内部,逐步占据吸附材料的活性点位,随着时间的增加,活性点位不断减少,且推动力减小,吸附速率逐渐下降,最后达到吸附平衡,吸附时间过长,出现解吸现象;(2)加入石灰或盐酸溶液调节含汞废液的pH值至8.5~9.5,加入S2-将剧毒汞化合物中的汞离子转化为低毒、难溶性的化合物HgS(Ksp=4×10-53)沉淀;(3)FeCl3溶液一方面调节反应pH,保持在HgS沉淀的最佳pH范围内,另一方面,Fe3+通过水解形成的氢氧化物,与废水中的Hg2+发生反应,生成复合碱式盐Hg•Hg (OH)2•Fe(OH)3,在形成碱式盐的过程中,重金属离子通过包裹、夹带作用,填充在碱式盐的晶格网络和狭缝中,生成稳定的固溶体,此外,多余的Fe2+与S2-与结合生成FeS,它的胶凝和吸附共沉淀作用强化了汞离子的沉淀与分离。在有Fe2+存在时,沉淀物HgS溶解度较小,不会返溶。
本发明与现有处理技术相比,具有以下优点和效果:
常温常压操作,工艺简单,适用性强,所用药剂价格低,经济和社会效益显著,处理后的出水汞离子小于0.05mg/L。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步的阐述,但本发明的实施方式不局限于所述内容,总汞检测标准为《水质 汞、砷、硒、铋和锑的测定 原子荧光法》(HJ 694-2014)。
实施例1
以某化工厂的含汞废液为处理对象,原水成分:pH=6.38,总汞=669.5mg/L。
利用本发明所述方法对该含汞废液进行处理:
按废液总重量的8%投加改性煤质活性炭,搅拌5min后静置45min,固液分离后取滤液,然后投加石灰调节废液pH为9.0,接着按废液总重量的10%投加硫化钠,搅拌反应10min,最后加入FeCl3溶液保持整个反应过程的pH为9.0,搅拌反应60min后对废水进行过滤,所得滤液即为处理出水;
对出水进行水样测定:pH=9.03,总汞=0.008mg/L。
实施例2
以某科研单位的含汞废液为处理对象,原水成分:pH=5.61,总汞=25.57mg/L。
利用本发明所述方法对该含汞废液进行处理:
按废液总重量的2%投加改性煤质活性炭,搅拌5min后静置30min,固液分离后取滤液,然后投加石灰调节废液pH为9.5,接着按废液总重量的3%投加硫化钠,搅拌反应10min,最后加入FeCl3溶液保持整个反应过程的pH为9.5,搅拌反应45min后对废水进行过滤,所得滤液即为处理出水;
对出水进行水样测定:pH=9.37,总汞未检出。
实施例3
以某检测单位的含汞废液为处理对象,原水成分:pH<1,总汞=1109.2mg/L。
利用本发明所述方法对该含汞废液进行处理:
按废液总重量的10%投加改性煤质活性炭,搅拌5min后静置50min,固液分离后取滤液,然后投加石灰调节废液pH为8.5,接着按废液总重量的15%投加硫化钠,搅拌反应10min,最后加入FeCl3溶液保持整个反应过程的pH为9.0,搅拌反应60min后对废水进行过滤,所得滤液即为处理出水;
对出水进行水样测定:pH=9.56,总汞=0.02mg/L。
实施例4
以某高校的含汞废液为处理对象,原水成分:pH=12.62,总汞=63.2mg/L。
按废液总重量的4%投加改性煤质活性炭,搅拌5min后静置45min,固液分离后取滤液,然后投加石灰调节废液pH为9.0,接着按废液总重量的7%投加硫化钠,搅拌反应10min,最后加入FeCl3溶液保持整个反应过程的pH为9.0,搅拌反应60min后对废水进行过滤,所得滤液即为处理出水;
对出水进行水样测定:pH=8.77,总汞未检出。
对比实施例1
以某化工厂的含汞废液为处理对象,原水成分:pH=6.38,总汞=669.5mg/L。
利用本发明所述方法对该含汞废液进行处理:
按废液总重量的8%投加改性煤质活性炭,搅拌5min后静置15min,固液分离后取滤液,然后投加石灰调节废液pH为10.0,接着按废液总重量的10%投加硫化钠,搅拌反应10min,最后加入FeCl3溶液保持整个反应过程的pH为10.0,搅拌反应30min后对废水进行过滤,所得滤液即为处理出水;
对出水进行水样测定:pH=9.76,总汞=0.63mg/L。
对比实施例2
以某科研单位的含汞废液为处理对象,原水成分:pH=5.61,总汞=25.57mg/L。
利用本发明所述方法对该含汞废液进行处理:
按废液总重量的0.5%投加改性煤质活性炭,搅拌5min后静置30min,固液分离后取滤液,然后投加石灰调节废液pH为8.0,接着按废液总重量的1%投加硫化钠,搅拌反应10min,最后加入FeCl3溶液保持整个反应过程的pH为8.0,搅拌反应30min后对废水进行过滤,所得滤液即为处理出水;
对出水进行水样测定:pH=7.88,总汞=1.22mg/L。
以上所述仅是本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;其他的任何不脱离本发明的原理和构思前提所做的修改、替换、简化、改进等,应视为等效的置换方式,均在本发明的保护范围之内。