专利名称：汞污染水处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及污水处理领域，特别是含汞污水的处理方法。
技术背景
由于橡胶等工业的发展，以汞作为生产催化剂使得工业污水严重受到污染，表层 水中汞的浓度最低为879ng/l，最高值可达到22563ng/L，经普通污水处理后其含汞指标也 很难能达到排放标准(<0. 5Pg/L)。特别是针对同时包含有机汞、无机汞两类含汞物质及较 高浓度的有机物、悬浮物的汞污染水处理，在国内尚未有成熟工程实践先例。发明内容
本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种汞污染水处理工艺，彻底有效有处 理汞污染水，使其达到排放标准。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是汞污染水处理工艺，主要包括预处 理和汞的去除，其中预处理将收集的污染水进行预处理，使得水体中的悬浮物浓度< 100mg/L ； 汞的去除(1)无机汞的去除含有无机汞的污染水，经预处理后进入氧化池，在氧化 池中，密度较大的颗粒沉降到底部排出，污水部分根据水中汞浓度加入药剂硫化铵、助凝剂 (聚丙烯酰胺)和絮凝剂(聚合氯化铝)；Hg2+ + S2_— HgS丨水中的无机汞盐中的Hg2+与 硫化铵中的S2—结合形成不溶于水的硫化汞沉淀，吸附在混凝剂(聚合氯化铝、聚丙烯酰胺) 的表面，收集至污泥管道；(2)吸附去除汞及汞盐经专性沸石和羟基类活性炭二级吸附，其中专性沸石吸附材料 含硫基功能团，对水体中的汞盐有一定的交换容量，使用具有含硫基功能团专性沸石吸附 材料，氧化池出水经泵提升送入采用专性沸石、石英砂及其它专性滤料的多介质过滤器，对 水中的无机汞盐类进行吸附、拦截，同时对水中的悬浮物进行部分去除，以降低后续处理负 荷；羟基类活性炭活性炭主要针对汞盐及部分有机汞进行吸附去除，沸石过滤装置(多介 质过滤器)的出水经压力流进入具有羟基类活性炭过滤器，实现对污水中的无机汞盐类进 一步吸附处理；(3)离子交换去除汞及汞盐离子交换树脂采用的含有巯基的合成树脂，主要针对汞盐 及部分有机汞进行离子交换去除；活性碳过滤器的出水经压力流进入含有巯基的离子交换 树脂的离子交换装置，进行对污染水中的汞的最终处理，使处理后污染水中的汞离子达到 汞排放限制值为0. 5Pg/l。
所述经预处理后的污染水中含有有机汞和无机汞，其中汞的去除在无机汞的去 除工艺前首先进行有机汞的去除对污染水中有机汞的去除采用的主要方法是对有机汞进 行强制氧化，将有机汞转化无机汞后，再按无机汞处理方法对其进行处理。
所述有机汞的去除经预处理后水体悬浮物浓度彡100mg/L时，水体经提升直接送入氧化池中，对水体中的有机汞、有机物进行氧化，氧化剂采用现场制备的高纯二氧化 氯，通过强制氧化后，污水中的有机物大部分转化为无机物，有机汞转化成无机汞。
所述水处理过程中采用现用现配的方式提供高纯二氧化氯，二氧化氯制备方式如 下5NaCW2+4HCl=4CW2+2H20+5NaCl产生的二氧化氯直接通往氧化池，将水中有机汞及其他有机物的共价键破坏，形成新 的离子键，完成有机汞向无机汞的转化。
所述预处理当悬浮物浓度> 3000mg/L时，污水不再进入污水处理系统，进入污 泥处理系统，经污泥处理脱水或干化后，其排液经收集进入污水处理系统；当进水悬浮物浓度> 100mg/L但彡3000mg/L时，吸水池中的污染水经提升泵送入混凝 气浮预处理装置，污水在气浮装置中完成无机汞与硫化物的结合，生成沉淀HgS，在鼓风机 压缩空气的作用下，完成混凝剂的合成，并与HgS沉降，预处理使悬浮物浓度彡100mg/L后， 再进行汞的去除。
本发明工艺简单，可以有效且彻底的去除污染水中的有机汞和无机汞，与同类水 处理方法相比，具有显著的特点1)对有机汞的去除采用现场配置高纯二氧化氯对污水中的有机汞进行强制氧化，完 成有机汞向无机汞的转化，然后和无机汞一起去除。
2)无机汞的沉降通过添加硫化铵，使水中的Hg2+与硫化铵中的S2_结合形成不 溶于水的硫化汞沉淀，同时通过添加助凝剂聚合氯化铝、絮凝剂聚丙烯酰胺等增强沉淀效 果，实现HgS沉降。
3)对污染水中汞的过滤吸附沸石过滤通过含特定官能团(-SH)的沸石过滤，同时投入硫酸亚铁提高其工作效果， 实现对水中的悬浮物以及部分汞盐去除，减少后续处理负荷。
活性炭过滤通过含特定官能团(-SH)的活性炭，实现对汞盐及部分有机汞进行 吸附去除。
利用具有巯基官能团的离子交换树脂对汞的强粘合性，最终使水含汞浓度达排放 标准。
图1是本发明污水处理工艺流程图。
图2是本发明污水处理工艺系统结构示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。
实施例1汞污染水处理工艺，主要包括预处理和汞的去除。
预处理将已有的污染水水体进行混合，混合后的污染水由提升泵送入到吸水池 1中进行污水处理，首先经数据分析并结合现场水样实测，混合液总汞最高浓度为12522 ng/L，以此浓度为依据确定本套污水处理工艺分段控制指标。
对混合后的污染水，根据水中的悬浮物含量，有机物含量等，采用不同的预处理工 艺，以防止处理装置在运行过程中因悬浮物堵塞。
1)当水体中的悬浮物浓度彡100mg/L时，水体经提升直接送入氧化池3水处理系统进行去汞处理；2)当进水悬浮物浓度>100mg/L但< 3000mg/L时，采用增加预处理工艺，预处理主要 为吸水池1中的污染水经提升泵送入一号混凝气浮预处理装置2，污水在气浮装置中完成 无机汞与硫化物的结合，生成沉淀HgS，在鼓风机压缩空气的作用下，完成混凝剂的合成，并 与HgS沉降。预处理使浮物浓度彡100mg/L后，进入氧化池3后的水处理系统进行去汞处 理；3)当悬浮物浓度>3000mg/L时，污水不再进入污水处理系统，进入污泥处理系统，经 污泥处理脱水或干化后，其排液经收集进入污水处理系统，按1)或2)步进行预处理。
的去除经检测水体中以无机汞为主，有机汞几乎没有，主要进行对污染水中无机 汞的去除。
(1)采用混凝沉淀对汞及汞盐的去除根据硫化汞很难溶解的特性，将汞转化为硫化物可以非常有效地使汞沉淀。通过添加 混凝剂，利用共同沉淀来提高效率。根据实际经验及测试，当在最佳沉淀条件下工作并添加 混凝剂铝盐用于共同沉淀时，可以将汞浓度降低到0.5 - 5Pg/l。
具体为氧化池3的出水进入二号混凝气浮装置4，通过二号混凝气浮装置达到对 氧化池出水中的无机汞进行混凝去除。
混凝气浮装置(包括一号和二号)主要包含盘管式反应器、斜板气浮等，盘管式反 应器。斜板气浮装置由混合反应段(原理图中未画出)、溶气系统(溶气泵、溶气罐、压缩空气 系统、溶气释放器)和池体[接触区、分离区(包括集渣区、布水区、斜板分离区、集水区、集泥 区)]组成。气浮装置工作前盛满清水。启动后，压缩空气系统提供不低于0.6MPa的压缩 空气，然后溶气泵进入工作状态，当溶气泵的出水压力超过0. 5MPa,并稳定5min后(溶气系 统正常工作)，气浮装置开始进水(原水)。原水与通过释放器进入接触区的回流溶气水及其 释放的微气泡充分混合，悬浮物与微气泡结合形成气浮体，进入布水区，此时较大的气浮体 迅速上升至集渣区，较小的气浮体进入斜板分离区，根据浅池原理，这些气浮体中的大部分 气浮体将在此被去除。密度较大的颗粒将下沉至气浮装置底部，通过刮泥机将其排出。处 理后的污水一部分作为回流水回到系统中，大部分水(出水)将进入下一级处理单元。
在混凝气浮装置上配有药品混合器9，将药剂调配好后加到药品混合器上。根据原 水样中汞浓度适度调配。
流程图中药剂1为硫化铵，与Hg2+结合，生成硫化物沉淀除无机汞 Hg2+ + S2- — HgS I药剂2为聚合氯化铝，该药剂为助凝剂。
药剂3为聚丙烯酰胺，该药剂为絮凝剂。
水中的无机汞盐中的Hg2+与硫化铵中的S2_结合形成不溶于水的硫化汞沉淀，吸 附在混凝剂的表面，后者在压缩空气的作用下漂浮于水面，被混凝气浮装置刮板收集至污 泥管道。
(2)采用专性吸附材料对汞及汞盐的去除专性沸石吸附材料其具有含硫基功能团，对水体中的汞盐有一定的交换容量，使用具 有含硫基功能团专性沸石吸附材料，能实现对汞盐的去除率提高约2(Γ30%。二号混凝气浮 装置4的出水经及中间吸水池5、泵提升送入采用专性沸石、石英砂及其它专性滤料的多介质过滤器6，对水中的无机汞盐类进行吸附、拦截，同时对水中的悬浮物进行部分去除，以降 低后续处理负荷。羟基类活性炭活性炭主要针对汞盐及部分有机汞进行吸附去除。也是对汞盐及 汞的最佳吸附材料，使用具有羟基类活性炭吸附材料可以对汞盐的去除率提高30%左右。 沸石过滤装置(多介质过滤器6)的出水经压力流进入具有羟基类活性炭过滤器7，实现对 污水中的无机汞盐类进一步吸附处理。(3)采用离子交换对汞及汞盐的去除
离子交换树脂采用的含有巯基的合成树脂，主要针对汞盐及部分有机汞进行离子交换 去除。树脂上的巯基对汞离子有很强的吸附能力。对含有巯基的合成树脂来说，一升树脂 在饱和前可容纳IOOg汞，饱和的树脂可被重新使用或处理掉。在使用离子交换柱前，水必 须过滤以避免堵塞离子交换柱。树脂的选择性离子交换适合清除浓度非常低的汞，在最佳 条件下汞残留浓度约为0.4 - 0.5Pg/l。活性碳过滤器7的出水经压力流进入含有巯基的离子交换树脂的离子交换装 置8，进行对污染水中的汞的最终处理，使处理后污染水中的汞离子达到汞排放限制值为 0. 5“g/l。本系统中产生污泥进入污泥处置系统处理。实施例2
汞污染水处理工艺，主要包括预处理和汞的去除。预处理同实施例1.
汞的去除经检测水体中同时含有有机汞和无机汞，首先要进行有机汞的去除，再进行 无机汞的去除。有机汞的去除对污染水中有机汞的去除采用的主要方法是对有机汞进行强制氧 化，将有机汞转化无机汞后，再按无机汞处理方法对其进行处理。由于现场沉积池中的水体处于非流动状态，池体上部分水体的悬浮物量均很低， 悬浮物浓度彡100mg/L时，水体经提升直接送入氧化池中，对水体中的有机汞、有机物进行 氧化，氧化剂采用现场制备的高纯二氧化氯，通过强制氧化后，污水中的有机物大部分转化 为无机物，有机汞转化成无机汞。根据二氧化氯在空气中的体积浓度超过10%便有爆炸性，但在水溶液却是十分安 全的的特点，水处理过程中采用现用现配的方式提供高纯二氧化氯，二氧化氯制备方式如 下5NaC102+4HCl=4C102+2H20+5NaCl
产生的二氧化氯直接通往氧化池，将水中有机汞及其他有机物的共价键破坏，形成新 的离子键，完成有机汞向无机汞的转化。无机汞的去除(1)采用混凝沉淀对汞及汞盐的去除；(2)采用专性吸附材料对 汞及汞盐的去除；(3)采用离子交换对汞及汞盐的去除，与实施例1采用的工艺相同。根据工艺设计，各处理单元控制指标如下表 表1 各处理单元分段控制参数
权利要求
1.汞污染水处理工艺，其特征是其主要包括预处理和汞的去除，其中预处理将收集的污染水进行预处理，使得水体中的悬浮物浓度< 100mg/L ；汞的去除(1)无机汞的去除含有无机汞的污染水，经预处理后进入氧化池，在氧化 池中，密度较大的颗粒沉降到底部排出，污水部分根据水中汞浓度加入药剂硫化铵、助凝剂 (聚丙烯酰胺)和絮凝剂(聚合氯化铝)；Hg2+ + S2_— HgS丨水中的无机汞盐中的Hg2+与 硫化铵中的S2—结合形成不溶于水的硫化汞沉淀，吸附在混凝剂(聚合氯化铝、聚丙烯酰胺) 的表面，收集至污泥管道；(2)吸附去除汞及汞盐经专性沸石和羟基类活性炭二级吸附，其中专性沸石吸附材料 含硫基功能团，对水体中的汞盐有一定的交换容量，使用具有含硫基功能团专性沸石吸附 材料，氧化池出水经泵提升送入采用专性沸石、石英砂及其它专性滤料的多介质过滤器，对 水中的无机汞盐类进行吸附、拦截，同时对水中的悬浮物进行部分去除，以降低后续处理负 荷；羟基类活性炭活性炭主要针对汞盐及部分有机汞进行吸附去除，沸石过滤装置(多介 质过滤器)的出水经压力流进入具有羟基类活性炭过滤器，实现对污水中的无机汞盐类进 一步吸附处理；(3)离子交换去除汞及汞盐离子交换树脂采用的含有巯基的合成树脂，主要针对汞盐 及部分有机汞进行离子交换去除；活性碳过滤器的出水经压力流进入含有巯基的离子交换 树脂的离子交换装置，进行对污染水中的汞的最终处理，使处理后污染水中的汞离子达到 汞排放限制值为0. 5Pg/l。
2.根据权利要求1所述的汞污染水处理工艺，其特征是经预处理后的污染水中含有 有机汞和无机汞，其中汞的去除在无机汞的去除工艺前首先进行有机汞的去除对污染 水中有机汞的去除采用的主要方法是对有机汞进行强制氧化，将有机汞转化无机汞后，再 按无机汞处理方法对其进行处理。
3.根据权利要求2所述的汞污染水处理工艺，其特征是所述有机汞的去除经预处理 后水体悬浮物浓度彡100mg/L时，水体经提升直接送入氧化池中，对水体中的有机汞、有机 物进行氧化，氧化剂采用现场制备的高纯二氧化氯，通过强制氧化后，污水中的有机物大部 分转化为无机物，有机汞转化成无机汞。
4.根据权利要求3所述的汞污染水处理工艺，其特征是所述水处理过程中采用现用 现配的方式提供高纯二氧化氯，二氧化氯制备方式如下5NaCl&+4HCl=4ClA+2H20+5NaCl产生的二氧化氯直接通往氧化池，将水中有机汞及其他有机物的共价键破坏，形成新 的离子键，完成有机汞向无机汞的转化。
5.根据权利要求1-4任一所述的汞污染水处理工艺，其特征是所述预处理当悬浮物 浓度> 3000mg/L时，污水不再进入污水处理系统，进入污泥处理系统，经污泥处理脱水或 干化后，其排液经收集进入污水处理系统；当进水悬浮物浓度> 100mg/L但彡3000mg/L时，吸水池中的污染水经提升泵送入混凝 气浮预处理装置，污水在气浮装置中完成无机汞与硫化物的结合，生成沉淀HgS，在鼓风机 压缩空气的作用下，完成混凝剂的合成，并与HgS沉降，预处理使悬浮物浓度彡100mg/L后， 再进行汞的去除。
全文摘要
本发明涉及污水处理领域，特别是含汞污水的处理方法。汞污染水处理工艺，其主要包括预处理和汞的去除，其中预处理将收集的污染水进行预处理，使得水体中的悬浮物浓度≤100mg/L；汞的去除(1)无机汞的去除；(2)吸附去除汞及汞盐经专性沸石和羟基类活性炭二级吸附；羟基类活性炭，实现对污水中的无机汞盐类进一步吸附处理；(3)离子交换去除汞及汞盐，进行对污染水中的汞的最终处理，使处理后污染水中的汞离子达到汞排放限制值为0.5μg/l。本发明工艺简单，可以有效且彻底的去除污染水中的有机汞和无机汞，最终使水含汞浓度达排放标准。
文档编号C02F1/76GK102030440SQ201010566299
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者刘桂新, 周光毅, 宫宝凯, 宫立宝, 李汉文 申请人:周光毅