一种高酸度化工含汞废液连续脱汞系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高酸度化工含汞废液连续脱汞系统及方法，所述系统包括依次连通的废液储槽、汽提反应塔、连续硫化反应装置和吸附槽；所述方法包括，氢解汽提过程；连续硫化脱汞过程；梯级吸附过程，最终处理至废液中汞浓度低于0.03mg/L。本方案采用氢解汽提脱汞、连续硫化脱汞、梯级吸附脱汞等三个联合技术实现高酸度高含汞化工废液中分别以单质汞、硫化汞的形式高效脱除，反应过程所用酸液为所处理酸液，成本低，硫化汞沉淀收集后可以回收其中的汞，实现了汞资源回收利用，可有效解决高酸度条件下，价态汞转为硫化汞沉淀及防止返溶的技术难题。还可保证高酸度酸液深度净化，进而实现酸液不含汞，为酸液的综合利用提供了保证。

【技术实现步骤摘要】
一种高酸度化工含汞废液连续脱汞系统及方法
本专利技术属于化工环保
，具体涉及一种高酸度化工含汞废液连续脱汞系统及方法。
技术介绍
汞及其化合物因具有生物毒性、生物累积性、持久性、长距离传输性等特征，已成为中国乃至全球的优先控制污染物。我国是汞的生产、使用和排放大国，汞生产量和使用量分别占全球生产量和使用量的60%左右，汞的生产和使用会造成含汞废物的排放。排入水体的汞及其化合物，经物理、化学及生物作用形成各种形态的汞，甚至会转化成毒性很大的甲基类化合物。发生在日本的水俣病就是由化工厂排放的氯化甲基汞污染水域所造成的。染料行业含汞废液具有高酸度、高CODs、高含汞，且汞存在形态复杂，既有有机汞、又有单质汞、还有离子价态汞等。在上述的高酸废液中，酸度大于30%，通常可达到30~45%，CODs达到10*106mg/L，废酸液含汞1000~9000mg/L。造成处理难度大，汞资源不易回收的行业性难题。针对含汞废酸其传统的处理的方法主要有化学沉淀法、金属还原法、吸附法、离子交换法、电化学法、溶剂萃取法等。化学沉淀法是应用较普遍的一种汞处理方法，能处理不同浓度、不同种类的汞盐，常用的方法有混凝沉淀法和硫化物沉淀法两种。混凝沉淀法其原理是在含汞废水中加入混凝剂（石灰、铁盐、铝盐），在pH为8～10弱碱性条件下，形成氢氧化物絮凝体，对汞有絮凝作用，使汞共沉淀析出。该方法仅适用于高浓度废水，出水还需进一步处理，且处理成本较高。硫化物沉淀法利用若碱性条件下Na2S、MgS中的S2-与Hg+/Hg2+之间有较强的亲和力，生成溶度积极小的硫化汞沉淀而从溶液中除去，该法硫化物过量会产生反溶；硫化物过程程度的监测困难；处理后出水的残余硫会产生污染问题。电解法是利用金属的电化学性质，在直流电作用下，汞化合物在阳极离解成汞离子，在阴极还原成金属汞，而除去废水中的汞。但这种方法缺点是水中的汞离子浓度不能降得很低。所以，电解法不适用处理含低浓度的汞离子废水，并且此种方法电耗大，投资成本高。离子交换法与沉淀法和电解法相比，它能从溶液中去除低浓度的汞离子。离子交换法在离子交换器中进行，用大孔巯基（-SH）离子交换树脂吸附汞离子，达到去除水中汞离子的目的。这个过程是可逆的，离子交换树脂可以再生，一般用于二级处理。树脂的洗脱用40倍树脂的浓盐酸，洗脱率90%。但该法受废水中杂质的影响以及交换剂种类、产量和成本的限制。吸附法除汞主要有：活性炭吸附法、甲克素吸附法、沸石分子筛吸附法、改性膨润土吸附法、粉煤灰吸附法、玉米芯粉吸附法和谷壳灰吸附法。改性后的稻米壳、甘蔗渣、大豆壳、锯末、椰子壳、花生壳、苹果核以及飞灰都能用来作为吸附剂处理汞。活性炭具有极大的表面积，在活化过程中形成一些含氧官能团（-COOH,-OH，-C=O）使活性炭具有化学吸附和催化氧化、还原的功能，能有效去除重金属。用活性炭处理含汞量较高的废水，可以得到很高的去除率（85～99%）。处理含汞量较低的废水，虽然去除率不够高，但可以得到含汞很低的出水。羊毛吸收法是利用羊毛是一种蛋白质，构成蛋白质的氨基酸中含有胱氨酸、它与二硫化物结合使羊毛分子交联，但这种结合可通过还原反应，加水水解、酶等作用被切断成巯基，而汞等重金属容易和巯基反应，因此持有巯基的改性羊毛能够扑集重金属。改性羊毛对微量汞有很好的扑集能力，目前必需研究出吸附了汞的羊毛的后处理方法。还原法是根据电极电位理论，利用同、锌、铝、镁、锰等毒性小而电极电位又低的金属（屑或粉）从废水中置换汞离子，其中以铁、锌效果较好。例如铁屑还原法中，pH在7～8时处理效果较好，大约40kg工业铁粉可去除1kg汞。金属还原法适用于处理成分单一的含汞废水，其反应速率较高，可直接回收金属汞，但脱汞不完全，需和其他方法结合使用。溶剂萃取法使用溶剂萃取废水中的微量汞，用含有三异辛胺的二甲苯溶液，将HgCl42-以络合物的形式萃取出来，然后在水溶液中反萃取。该方法只能用于少量的含汞废水。以上各方法都有各自的特点，并具有不同的适用范围。当前工业上应用最多的还是化学沉淀法。其中硫化沉淀法在水体重金属污染治理中，以其硫化物溶度积小得到广泛应用，但在酸性介质中硫化钠与酸反应产生硫化氢溢出，增加药剂消耗，脱除效果差，而使用硫化氢气体则存在气液反应接触面积小，反应效率低的问题。专利技术专利CN103496671A公开一种采用硫化氢法回收含汞废盐酸的回收处理工艺，采用石墨降膜反应器，通过形成液膜增大气液接触面积，存在设备要求高且不适于处理能析出固体物质的液体；专利技术专利CN102491477B公开了一种高浓度酸中脱汞的方法及装置，利用硫化氢气体和射流工艺集成技术快速脱除浓酸中的汞，该方法气膜传递速率大，反应速率高，但只是瞬间反应，反应时间偏短，存在脱汞效率不理想。该法只能脱除酸液中价态汞，对于有机汞没有效果。专利技术专利CN201310748354.X公开了一种含汞盐酸回收装置；技术201320887184.9公开了一种含汞盐酸回收装置；以上两专利该装置解决了含汞盐酸的汞脱除问题，但存在汞蒸气潜在向环境逸出的风险。技术201320887231.X公开了一种含汞盐酸净化装置；该装置采用金属置换的方法脱除含汞盐酸大部分汞，但脱除不彻底。只能作为含汞盐酸预处理的手段。技术201821016386.5公开了一种电石法聚氯乙烯行业电石渣与含汞废盐酸生产氯化钙的装置。该法优势在于实现以废治废的效果，经处理后的氯化钙含有汞还需要进一步脱除。专利技术专利201910665960.2（申请号）公开了一种电石法PVC含汞废酸处理系统及利用该系统处理废酸的方法；该法实现了盐酸深度脱析的目的，为盐酸的进一步利用提供了条件，但汞的问题并得到没有解决。专利技术专利CN201610028334.9公开了一种去除酸性高浓度含汞废水中汞的方法，本专利技术解决了酸性高浓度含汞废水对环境污染的问题，具有工艺简单、易实施、见效快等优点，但运营过程控制要求严格，技术要求高。技术201821391925.3公开了一种高酸含汞废水处理回收装置，该技术实现了在强酸条件下铜的回收，且采用的三维电极法比二维电极法能耗少，金属回收率高，但出水不能达标，只能作为预处理手段。专利技术专利CN201110042926.3公开了一种含汞废水的处理方法，该专利技术适用于酸度低的含汞废水效果好，对于高酸度含汞废水不能适用。专利技术专利201710353572.1（申请号）公开了一种含汞废水的高效处理方法，该专利技术采用金属粉末还原法+吸附法组合工艺，该法处理效果好，但适用介质范围有限。专利技术专利CN201610303106.8公开了处理含高浓度氯化物的工业含汞废水装置及控制方法，该专利技术可实现系统智能化，同时提高出水水质，降低处理成本，除汞效果好，无二次污染。但单位处理成本高。专利技术专利CN201110318709.2公开了一种高效经济的含汞废水处理方法，该专利技术采用化学沉淀法+鳌合组合工艺，除汞效率高、适用范围宽、处理药剂成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高酸度化工含汞废液连续脱汞系统，其特征在于：包括依次连通的废液储槽(1)、汽提反应塔（5）、连续硫化反应装置(14)和吸附槽(17)；/n所述汽提反应塔（5）分别通过相应管路与氢气发生器（3）和蒸汽发生器（6）相连通，汽提反应塔（5）与氢气发生器（3）之间设置有氢气储存罐（31），汽提反应塔（5）与蒸汽发生器（6）之间设置有蒸汽储存罐（61）；汽提反应塔（5）的气体出口与吸附塔（7）相连通，液体出口通过耐酸泵（8）与连续硫化反应装置(14)相连通；/n所述连续硫化反应装置(14)通过管路与硫化氢发生器(9)相连通，在连续硫化反应装置(14)和硫化氢发生器(9)之间还设置有硫化氢气体储存罐(11)，在连续硫化反应装置(14)上还设置有供过量硫化氢返回至硫化氢气体储存罐(11)的硫化氢气体回流管(13)；连续硫化反应装置(14)的污泥出口与污泥接收槽(16)相连通，液体出口与吸附槽(17)相连通，/n所述吸附槽(17)下端设置有出液管（20）；在吸附槽上还设置有分别连通氢气发生器（3）和硫化氢发生器(9)的用于输送脱汞液的脱汞液回流管（18）。/n

【技术特征摘要】
1.一种高酸度化工含汞废液连续脱汞系统，其特征在于：包括依次连通的废液储槽(1)、汽提反应塔（5）、连续硫化反应装置(14)和吸附槽(17)；
所述汽提反应塔（5）分别通过相应管路与氢气发生器（3）和蒸汽发生器（6）相连通，汽提反应塔（5）与氢气发生器（3）之间设置有氢气储存罐（31），汽提反应塔（5）与蒸汽发生器（6）之间设置有蒸汽储存罐（61）；汽提反应塔（5）的气体出口与吸附塔（7）相连通，液体出口通过耐酸泵（8）与连续硫化反应装置(14)相连通；
所述连续硫化反应装置(14)通过管路与硫化氢发生器(9)相连通，在连续硫化反应装置(14)和硫化氢发生器(9)之间还设置有硫化氢气体储存罐(11)，在连续硫化反应装置(14)上还设置有供过量硫化氢返回至硫化氢气体储存罐(11)的硫化氢气体回流管(13)；连续硫化反应装置(14)的污泥出口与污泥接收槽(16)相连通，液体出口与吸附槽(17)相连通，
所述吸附槽(17)下端设置有出液管（20）；在吸附槽上还设置有分别连通氢气发生器（3）和硫化氢发生器(9)的用于输送脱汞液的脱汞液回流管（18）。


2.一种高酸度化工含汞废液连续脱汞方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，氢解汽提过程；通过耐酸泵将化工高酸度高含汞废液储槽中的含酸30%以上的废液输送至汽提反应塔，并向汽提反应塔内输入H2和蒸汽，对废液进行氢解汽提，脱除有机汞及单质...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正洁，佟永顺，朱合威，
申请(专利权)人：沈阳鑫迪环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21