含汞废水处理工艺运行常见问题及解决措施

杨兴娟，史志伟，李开明

（北京中科国益环保工程有限公司，北京 100080）

1 含汞废水来源与特性

中国用汞行业主要包括燃煤、有色金属、垃圾焚烧、氯碱、采矿、冶炼等[1]，其中，PVC 用汞量占消耗总量的50%～60%[2]。汞作为稀缺资源，供应量逐年降低，而电石法聚氯乙烯行业对汞资源的消耗却随生产扩能与日俱增。因此，如何降低汞消耗，控制汞排放是生产企业亟待解决的环境任务，也是实现聚氯乙烯行业可持续健康发展的关键环节。

2 现有含汞废水处理工艺简介

含汞废水处理方法基本可归纳为以下几类：传统化学沉淀法、离子交换法、还原法、吸附法、电解法、汞齐提取法、微生物处理法等[3]。现有含汞废水处理工艺概述见表1。

由表1可知，当今含汞废水处理工艺在工程应用过程中需根据各企业水质特点选择适当处理技术，尽量降低技术缺陷，确保出水达标。因而，新技术研发及现有工艺改进、优化是含汞废水处理技术工业应用的重点研究内容。北京中科国益环保工程有限公司经过多年努力与探索，基于化学沉淀法研发一种含汞废水物化处理新工艺，该工艺采用全新自主研发药剂，具有设备紧凑、操作简便、无资源浪费等特点。

3 新工艺特点

复合助剂IAMD-08的研发是新工艺系统稳定达标运行的必要因素，是该工艺技术特点的关键环节，复合助剂IAMD-08是通过多年的试验总结、工程应用经验等成功研发的新型助剂产品，已获得中国国家知识产权局发明专利。

复合助剂由多种离子及金属元素组成，其中的絮凝离子在水中迅速生成大分子基团，捕捉生成的硫化汞细微固体，基团中金属有效离子及分子与硫化汞固体形成类晶体颗粒，并随着反应时间增加，类晶体颗粒逐渐增大，有效地避免了过量的硫化物与生成的硫化汞固体接触，防止过量硫化物溶解硫化汞的反应发生，有效提高了废水中汞离子的固化效果，极大地改善了直接硫化物沉淀法无法稳定运行的缺陷，具有易实施、效果显著，无二次污染等特点，适合各类含汞废水新建及整改项目工程。

表1 现有含汞废水处理工艺概述表

（1）对水质适应能力强，具有较高的抗冲击负荷能力，适合低、中、高浓度含汞废水处理。

（2）工艺先进、技术成熟、处理效果稳定，选用的物化处理工艺可严格预防和防治突发事件，设置突然事故应急措施，常年运行过程能保证出水达标。

（3）设备采用全自控模式，运行管理便捷，一体化设备系统化程度高、占地紧凑、维修量小。

（4）设备运行效率高，化学药剂循环使用，避免非必要消耗，节约运行成本。

（5）采用连续加药方式，系统连续运行，运转方式灵活，可随时根据水质调整运行参数，应急措施实施简便。

（6）过滤装置反洗条件设置严格，充分保证分离效果。

（7）含汞污泥及时排除体系，保证系统更加安全。

4 工艺调试运行常见问题及解决措施

该公司成功地将自主研发的《一种含汞废水处理方法》（专利号2011 1 0042926.3）应用于生产实践，已为多家国内企业建成含汞废水处理工程，并已稳定运行。通过经验总结，工艺优化，结合试验数据及理论分析，已形成完善的工程设计、安装及调试运行体系。现就含汞废水处理技术应用常见问题进行总结，提出科学、有效的解决措施。

4.1 系统内pH 值控制困难

含汞废水中汞的主要来源是以炭为载体的氯化汞触媒，由于氯化汞的升华特性，导致氯乙烯气体中含有大量的氯化汞蒸气及氯化氢气体[4]，粗氯乙烯混合气体经水洗、碱洗或更换触媒等单元操作产生大量的含汞废水，由于氯化氢存在，导致水洗废水的pH 值极低，而碱洗废水的pH 值极高，二者中和后进行后续处理。

由水洗、碱洗产生的含汞废水的pH 值很难控制及确定，短时间内调节很难达到理想效果，当废水的pH 值超过系统要求，将会极大降低汞的固化效果，增加出水中汞浓度，系统无法稳定运行。

解决措施：设置前处理调节池，在稳定均化水质的同时，初始调节pH 值到一定范围，保证含汞废水进入一体化除汞装置内，可微调节处理后达到预定pH 值范围。

同时，作为也是事故调节池，将不合格产水及冲洗水收集后再次进入系统处理。

4.2 混凝池矾花较小，沉淀难

混凝体系内，混凝剂用来强化混凝效果，达到增强悬浮固体沉淀效果的目的。由于含汞废水处理体系内形成的硫化汞固体颗粒极其微小，很难靠自身重力沉淀，在沉淀环节前，设置混凝环节。但往往该环节很难达到预期效果，形成的矾花较小，很难在沉淀环节分离。

经过多个工程水质分析，各企业原料类型、配方及废水产生主导单元的不同，产生废水水质均不同，包括悬浮固体浓度、水中盐分等指标，均会影响混凝剂效果，无法形成最优的絮体矾花。

解决措施：项目人员应根据现场情况，在一定混凝剂用量范围内现场考察，选择科学、合理的混凝剂用量及配置浓度，达到最佳混凝效果，为沉淀环节提供保障。

4.3 除汞药剂流失

为保证系统内汞转化完全，除汞药剂用量远远大于理论用量，待汞完全固化后，过量药剂随着废水流到下一处理单元随即流入储泥池，造成药剂消耗过大，资源浪费，运行成本过高。

解决措施：该公司考虑到实际工程条件，根据药剂特性，研发复合助剂，设计沉淀回流环节，科学设定回流比例，在保证反应体系药剂浓度的同时，避免了药剂浪费，减少化学污泥生成量。该环节的设置可减少药剂用量近50%，同时，提高了反应体系内的药剂浓度，增强了汞固化效果，得到了各用户企业的一致好评。

4.4 深度处理单元过滤效果差

深度处理单元的设置，是为进一步加强固液分离效果，深度降低废水中悬浮物浓度，保证出水水质。但各别企业在调试期间，特别是某些技改利旧项目，深度处理单元出水无法满足设计要求。

解决措施：出现此状况，应明确问题发生原因，分析深度处理单元进出水水质，某些项目中的出水汞浓度大于进水汞浓度情况，说明过滤体系内过滤介质已丧失截留能力，或处于过度饱和状态。当水流经过时，会夹带部分已截留含汞物质，导致出水指标过高。对于污染不是很严重的装置，应及时彻底清洗过滤介质；如经清洗仍旧无法达到截留效果，则需更换。

5 结语

综上所述，可用于含汞废水处理的方法有多种，在生产实践过程中行之有效的方法如传统化学沉淀法、离子交换法、吸附法等，但由于各方法均存在局限性，如使用范围较窄，除汞效率较低，投资成本或运行费用等问题，均是其工程应用的限制因素，本文阐述的物化处理工艺，从根本上解决了传统化学沉淀法硫过量形成溶解性汞化物的问题，避免硫过量二次污染情况，同时保持化学沉淀法的汞浓度适用范围大，系统运行成本较低，运行管理维护方便的优势，为高浓度高含盐含汞废水的高效处理提供了技术支撑，可为各大汞污染废水产生企业带来大的环境效益和社会效益。其工程应用前景广阔。

含汞废水物化处理工艺在工程应用过程中，装置运行状况良好，处理效果稳定，出水汞含量满足《烧碱、聚氯乙烯工业污染物排放标准》（GB15581-95）中一级标准。

［1］尚 谦，张长水.含汞废水的污染特征及处理.有色金属加工，1997，（5）：52－65.

［2］刘东升，范红波.加强汞污染防治促进电石法聚氯乙烯行业健康发展.中国氯碱，2011，（4）：1－3.

［3］阳争荣，王洪涛.含汞废水处理研究进展.广东水利水电，2004，（6）：55－57.

［4］李国栋，周 军，张新力.电石法聚氯乙烯生产中汞消耗与汞污染的降低.中国氯碱，2009，（3）：42－45.