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含硫柳汞废水处理方法研究
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2022-07-22 09:24:48 浏览次数:
作者:王石全 曾弘毅 张改 刘冬梅 (成都生物制品研究所有限责任公司,四川成都 610023)

摘 要:针对生产过程中产生的含硫柳汞废水,研究了膜分离法、活性炭吸附法、化学氧化法、蒸发法、化学沉淀法、膜分离 法+活性炭吸附法对硫柳汞的去除效果。试验结果表明,初始废水中硫柳汞浓度为 50 mg/L,膜分离法、化学氧化法、蒸发法、化学 沉淀法均有一定的去除效果,但经处理后的废水达不到排放标准;三级活性炭吸附法和膜分离法+活性炭吸附法处理效果较理 想,经处理后废水中汞浓度低于 0.005 mg/L,实现废水达标排放,可作为含硫柳汞废水达标排放推荐工艺。

关键词:硫柳汞;废水;处理

1 引言 硫柳汞,别名硫汞柳酸钠,长期以来在生物制品 和药品中作为防腐剂使用[1],以预防微生物污染。硫 柳汞为一种含汞的有机化合物,排入水体中,对水生 生物有一定的危害,会影响浮游植物的光合作用,在 原核藻类细胞中进行富集。因此,对含汞废水处理显 得尤为重要。 目前含汞废水处理方法较多[2 -6],主要有化学 沉淀法、还原法、活性炭吸附法、离子交换法、蒸发 法、膜分离法、微生物法等,但主要针对无机汞,对含 有机汞废水的处理,成熟、可靠的处理方法报道较 少。此外,各种处理方法的效果和成本取决于汞的存 在形态、初始浓度、废水中的共存离子以及要求的出 水水质标准等。

2 废水水质 试验选取的生产废水外观澄清,呈微黄色。对废 水中主要污染指标 pH、汞、COD、氨氮、总氮、总磷进 行测定,结果见表 1。

3 试验方法及结果 根据常见的汞废水处理技术,结合试验所用生产 废水水质及处理技术的经济、操作等可行性,设计了 单一处理技术和组合处理技术去除废水中的硫柳汞。

3.1 膜分离法 作为一种较为成熟的分离技术,膜分离法既能 对废水进行有效的净化,又能回收一些有用物质,同 时具有节能、无相变、设备简单、操作方便等特点,因 此在废水处理中得到了广泛的应用。试验采用三级 反渗透膜分离法处理,含汞废水首先进行一级反渗 透膜分离处理,出水再经二级反渗透膜和三级反渗 透膜处理,即三级串联处理方式,处理效果见表 2。
试验结果表明,一级反渗透膜对硫柳汞的去除 率较高,达 99.20%,再经二级反渗透膜和三级反渗 透膜处理,效果不明显,出水水质达不到排放标准。

3.2 活性炭吸附法 活性炭具有多孔结构、极大的表面积,在活化过 程中形成一些含氧官能团,使得活性炭性具有化学 吸附和催化氧化、还原的性能,能有效去除重金属。 活性炭吸附法适用于处理低浓度的含汞废水。试验 采用三级活性炭吸附法研究废水中硫柳汞的去除效 果,其中一级活性炭投加量为 300 g/L,二级活性炭 投加量为 200 g/L,三级活性炭投加量为 100 g/L,搅 拌时间为 4 h,处理效果见表 3。 表 3 活性炭吸附法处理效果 活性炭吸附试验结果表明,经过一级、二级活性 炭吸附后,硫柳汞去除率达 99.99%,再经三级活性 炭吸附后,上清液中未检出硫柳汞。

3.3 化学氧化法 采用 Fenton 氧化法使得 H2O2 在 Fe2+的催化作 用下生成具有高反应活性的羟基自由基(·OH),·OH 可降解废水中大多数有机物,使得有机汞转化为无 机汞,再通过调节 pH 至碱性,使得废水中的汞沉 淀。 经过 Fenton 氧化法处理后,废水中汞浓度为 3.910 mg/L,去除率为 92.18%,难以达到排放要求。

3.4 蒸发法 利用蒸发装置,依靠加热对含汞废水进行蒸发 处理,使水分子逸出,从而达到净化废水和浓缩废水 中溶质的目的。 废水经蒸发处理后,出水中汞浓度为 0.704 mg/L, 去除率为 98.59%。结果表明,在蒸发过程中,废水中 的部分硫柳汞也随蒸汽进入了冷凝水。

3.5 化学沉淀法 在含汞废水中加入化学沉淀剂,使其转变为不 溶于水的化合物后沉淀再去除。根据废水中汞浓度, 加入 10 倍汞当量的硫化钠、明矾、氢氧化钙,测定上 清液中汞浓度,处理效果见表 4。 表 4 化学沉淀法处理效果 试验结果表明,硫化钠、明矾、氢氧化钙对硫柳 汞均有一定的去除效果,但经处理后废水中汞浓度 远高于排放标准。
3.6 膜分离法+活性炭吸附法 以反渗透膜处理后的出水为试验对象,利用活 性炭对反渗透膜处理后的出水进行深度处理,进一步 去除废水中的汞,其中,活性炭投加量为 200 g/L,搅 拌时间为 4 h,处理效果见表 5。

试验结果表明,各级反渗透膜出水经过活性炭 吸附后,硫柳汞去除效果好,废水中汞浓度均低于 0.005 mg/L,能达到排放标准。

4 结论 选取多种汞废水处理技术对含硫柳汞废水进行 试验研究,试验结果表明,单一的膜分离法、化学氧 化法、蒸发法、化学沉淀法对硫柳汞均有一定的去除 效果,但达不到废水排放标准;三级活性炭吸附法和 膜分离法+活性炭吸附法处理效果较理想,经处理后 废水中汞浓度低于 0.005 mg/L,实现了废水达标排 放,可作为含硫柳汞废水处理推荐工艺。其中,多级 活性炭吸附操作简便,实际应用还需要进一步优化 条件,进行活性炭吸附曲线试验、活性炭用量优化试 验、最优吸附周期试验,以确定活性炭吸附效果和更 换周期;膜分离法+多级活性炭吸附法除具有活性炭 吸附的优点外,还具有膜分离技术效果稳定、设备简 单、易于自动化控制的优势。