微量反应器与膜分离组件耦合的含汞废水处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种含汞废水处理装置。
【背景技术】
[0002]汞是一种银白色的液体金属，汞及其化合物都是有毒物质，可以通过各种途径侵入人或动物体内，它的毒性是累积的，其中无机汞主要积聚于内脏，少量积聚于脑髓、皮肤和其他部分。汞的中毒表现一般多为慢性中毒，汞主要影响人和动物的中枢神经。含汞达O?0.02mg/L的水能使鱼类中毒，达0.03mg/L能使水生虫类中毒，而人饮用含萊50mg/L的水会中毒致死。
[0003]由于汞具有一些特殊的物理、化学性能，所以广泛的应用在化工和石油化学工业、制药、纸浆、造纸、电器、电子、仪表等工业部门，其中氯碱化工采用的水银电解技术、PVC行业所采用的含汞触媒、低汞触媒都汞及其化合物的应用。
[0004]汞及其化合物以〃三废〃形式进入环境，成为重要的污染物之一，其中含汞废水主要来源于氯碱工业、塑料工业、皮毛加工和制药等“三废”排放及含汞有机杀菌剂的使用等。
[0005]常用的含汞废水处理技术有硫化物沉淀法、混凝法、活性炭吸附法、离子交换法、还原过滤法、微生物浓集法和羊毛吸附法等。
[0006]硼酸钠是一种非金属还原剂，它与汞离子反应后主要生成单质汞和偏硼酸、放出氢气。每kg的NaBH4可反应回收2kg的单质汞。
[0007]凡是氧化还原电位低于Hg2+的金属单质，如Cu、Zn、Fe、Mn、Mg、Al等，均可与废水中的Hg2+离子发生置换反应，以铁为例，将铁肩装成填料塔，当含汞废水通过填料塔的铁肩床层时将发生如下反应:
[0008]Fe+Hg2+= Fe 2++Hg I
[0009]置换反应的速率与废水的pH值、温度、金属的纯度、金属单质与废水的接触面积等因素有关。但有机汞不能用金属直接还原、置换，通常用氧化剂(如氯)先将其破坏，转化为无机汞，然后再用金属置换。
[0010]硫化物沉淀法是目前广泛被采用的一种高效能的除汞方法，如果废水中有过量的S2离子时，可通过投加硫酸亚铁(FeSO4)与过量的S2离子生成硫化铁沉淀。
[0011]投加一部分Fe'能与废水中的OH离子结合生成Fe (OH) 2或氧化后生成Fe (OH) 3，对数量少而微小的HgS悬浮微粒，起共同沉淀和凝聚沉降作用。投加FeS(V^，不会影响HgS的优先沉淀。因为生成的FeS的溶度积(Ksp = 3.7x10 19)比HgS的溶度积大亿万倍。在实际生产中，先用石灰调节pH = 8?9，废水呈碱性，再加FeS04。采用硫化钠沉淀法除汞，使废水中汞量降至I?0.lmg/L，可采取铁肩过滤、活性炭吸附、凝聚剂沉淀等，使废水中含汞量降至0.05?0.0 lmg/L以下。
[0012]目前国内最常用的吸附剂是活性炭，静态吸附，先沉淀，后吸附。
[0013]离子交换法，将几种树脂装柱组成废水净化系列，这样含汞废水通过几个交换柱后，出水中检不出汞。但树脂吸附饱和后存在解吸再生的问题，且报废的树脂目前也没有很好的处理手段。
[0014]凝聚沉淀法，采用石灰作为凝聚剂，向含汞废水中投加石灰，生成Ca(OH)2,Ca(OH)2对汞有凝聚吸附作用，在有三价铁离子存在的情况下，效果更好。用硫酸铝作凝聚剂处理含汞废水，效果也较好。经凝聚沉淀后，出水水质含汞量可降到0.05mg/L以下。
[0015]溶剂萃取法及其它方法，目前，国外有采用三异辛胺一二甲苯对含汞废水进行萃取，经萃取后，萃取汞后的萃取剂，采用非酸性盐类反萃取，以回收汞。此外，国外采用微生物回收汞、电解法回收汞、铁氧体沉淀法除汞、硫化物沉淀一浮选分离法除汞，国内正在研究的有转化法除汞、含腐植酸煤吸附法除汞等。
[0016]目前所采用的含汞废水处理方法都存在一定的技术问题，如还原法、硫化物沉淀法、混凝沉淀法等均无法达到出水含萊< 0.001?0.002mg/L的指标，根据HgS的Ksp值可以看出，采用硫化法反应之后，废水的残余Hg2+完全可以达到0.001?0.002mg/L以下，但就目前已经使用的硫化法案例来看，出水达不到0.001?0.002mg/L以下的原因主要有两个:
[0017](I)硫化钠精制剂的扩散速度不够:
[0018]含汞废水中的Hg2+浓度一般都很低，如用浓度相当的硫化钠溶液与废水反应，处理后废水的总水量将会增大很多，为了避免出现这种情况，多将硫化钠浓度配制的较高，使之不影响含汞废水的总水量，因此硫化钠精制剂的浓度多为Hg2+离子的数百倍数千倍，硫化钠精制剂的体积也就是含汞废水的数百分之一或数千分之一，当少量的高浓度硫化钠溶液加入到大量的含汞废水中以后，如何使硫化钠快速分散、不至于局部过量等就变得十分重要。
[0019](2)反应形成的硫化汞未能有效分离
[0020]由于硫化汞颗粒非常细小，无论是采用混凝沉降还是活性炭吸附，对于细小的硫化汞颗粒都不是最理想的。
[0021]目前各企业普遍采用硫化法除汞，但受废水汞浓度所限，反应一般较难控制，且形成的硫化汞颗粒难以有效分离，最终导致处理后产水中汞含量勉强达到0.005mg/Lo新的环保法对含汞废水的处理制定了更高的标准，要求产水HgS 0.002mg/L，看上去由0.005mg/L降至0.002mg/L差别不大，但由于反应是在ppb数量级，已经完全进入微量反应的范畴，反应难度更大。
【实用新型内容】
[0022]本实用新型的目的是提供一种微量反应器与膜分离组件耦合的含汞废水处理装置，以克服现有技术存在的缺陷。
[0023]所述的微量反应器与膜分离组件耦合的含汞废水处理装置，包括微量反应器和与所述的微量反应器串连连接的膜分离组件:
[0024]所述的微量反应器包括包括反应器和设置其顶部的混合器；
[0025]所述的混合器包括外套管和内管，所述的外套管套在内管外，所述的外套管的下部设有喷头，所述的外套管的上部设有废水入口，所述的内管的上部为硫化钠水溶液入P ；
[0026]所述的膜分离单元，可采用常规的膜分离组件，如上海力脉环保设备有限公司牌号为LymaxAMF的膜分离组件；
[0027]本实用新型采用微量反应器和膜分离组件耦合，加速了除汞化学药剂在含汞废水中的混合、传质和化学反应推动力，整个系统含汞废水100%通过膜过滤达标排放，泥渣100%回用至触媒厂家，具有较大的工业化应用前景。
【附图说明】
[0028]图1为微量反应器与膜分离组件耦合的结构示意图。
[0029]图2为微量反应器的结构示意图。
[0030]图3为喷头结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]参见图1?