含汞废水处理技术的研究进展
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基汞污染水域所造成的( 含汞废水的危害问题早已被人们所认识# 并已
开发出多种物理和化学的处理方法*%62+(但是这些方 法依然存在许多弊端而制约了其广泛的工业应用# 含汞废水仍然是环境的重要污染源之一( 笔者旨在 通过对含汞废水处理技术的现状进行系统剖析#找
出其存在的不足#以提出改进措施#为含汞废水处理 新技术的开发提供一定的思路( X 物理和化学法处理含汞废水
!关键词" 含汞废水)生物吸附)生物强化 !中图分类号" MDK$ !文献标识码" 3 !文章编号" %&&- ’ .1"4$1&&E%KL ’ &&&- ’ &E
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化学沉淀法是应用较普遍的一种汞处理方法# 能处理不同浓度-不同种类的汞盐#尤其当汞离子在 水溶液中浓度较高时#应首先考虑化学沉淀法(常用
!基金项目" 湖南省科技计划重点资助项目#编号&&17891&&2
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根据电极电位理论"利用铜*锌*铝*镁*锰等毒 性小而电极电位又低的金属(屑或粉$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" 87 在 B # 1 时处理效果较好" 大约 ;+ C& 工业铁粉 可去除 * C& 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%
据统计世界上有 LK 多种工业以汞为原料#汞的 用途则多达 $ KKK 多种*X+( 如此广泛的使用#每年全 球散失于环境中的汞约为 X9Y 5 /KE 6 $9K 5 /KE <#以,废 气-废渣-废水.三种途径污染环境(排入水体中的汞 及其化合物#经物理-化学及生物作用形成各种形态 的汞#甚至会转化成毒性很大的甲基类化合物(XCY$ 年发生在日本的水俣病就是由化工厂排放的氯化甲
上述这些传统方法的一个共同缺点是用于处理 汞质量浓度为 * # *++ 4& % & 的废水时往往操作费用 和原材料成本相对过高"经济上不合算% 6 微生物法处理含汞废水
微生物法与传统的物理化学方法相比" 它具有 以下优点-运行费用低"需处理的化学或生物污泥量 少. 去除极低浓度重金属离子的废液效率高. 操作 87 及温度范围宽(87 D # <"温度 ; # <+ ’$.高吸附 率" 高选择性/ 并且" 微生物法处理汞质量浓度为 * # *++ 4& % & 的废水时特别有效" 微生物法弥补了 现 有 工 艺 不 能 将 污 水 中 汞 离 子 质 量 分 数 降 至 *+E< 级的不足"它将以其新颖*独特的优势受到越来越多 的重视% 6=* 生物吸附法
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沉淀析出% 一般铁盐除汞效果比铝盐好% 如原水(呈 酸性$含汞质量浓度为 /=D # /=: 4& % 5"经石灰中和及 GH>ID 混凝沉淀后" 出水含汞质量浓度降到 /=/A # /=* 4& % 5"详见表 (&$’%
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处理含汞废水的方法很多#但主要针对无机汞# 对有机汞的处理方法目前尚处于研究阶段( 含汞废 水的处理及回收汞通常是同时考虑的# 其传统的处 理 方 法 主 要 有 化 学 沉 淀 法 *X#1+-金 属 还 原 法 *X +-活 性 炭 吸 附 法 *X +-离 子 交 换 法 *X# 2 +-电 解 法 *X#2 +-微 生 物 法 等( X9X 化学沉淀法
用化学沉淀法易于快速去除大量的金属离子" 但由于受沉淀剂和环境条件的影响" 出水浓度往往 达不到排放要求"因此还需进一步处理"产生的沉淀 物必须很好地处理和处置" 否则会造成二次污染% *2# 电解法
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% 如电解法处理雷汞废水% 通过二次电解"出水含汞质量浓度 3 /2//- 4& % 5&6’% 该方法是处理含有高浓度无机汞废水的一种有效方
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!作 者 简 介 " 韩 薇 $%"+, ’ %#$&&( 年 毕 业 于 天 津 工 业 大 学 材 料 化 工学院# 工学硕士# 电话&&$$ ’ $(-$.#-,#/0>;1/&B’(0 <6;(H#I$9?)>(
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!收稿日期" 1&&2 ’ %% ’ #-
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专论与综述
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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 $"在 87 为 1 # */ 的 弱 碱 性 条 件 下"形成氢氧化物絮凝体"对汞有絮凝作用"使汞共
第 1E 卷第 L 期 1&&E 年 L 月
工业水处理 :;<=>?@ABC DB?E@ 8@EB?FE;?
GHCI$E JHIL Z.@I#1&&E
含汞废水处理技术的研究进展
唐宁!柴立元!闵小波
!中南大学冶金科学与工程学院"湖南 长沙 E#JKL$#
!摘要" 介绍了传统物理化学法和微生物法处理含汞废水的工艺及其机理#系统阐述了微生物法处理含汞废水 的研究进展(生物强化技术是一种新兴而有效的生物处理技术#尤其是投菌活性污泥法#将从自然界中分离或人工构 建的菌种添加到活性污泥中#以活性污泥为载体#构建稳定高效的微生物体系#以加强其抗毒性和处理效率(因此#投 菌活性污泥法在含汞废水处理方面具有很大的发展潜力#有望得到广泛应用(
法"处理效率高%但这种方法缺点是水中的汞离子浓 度不能降得很低%所以"电解法不适用于处理含低浓 度的汞离子废水" 并且此种方法电耗大" 投资成本 高"容易产生汞蒸汽"形成二次污染% *2. 离子交换法
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 ()$7$ 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% 废 水的 87 值一般调到中性至偏酸性较好" 用强碱性 离子交换树脂和螯合型树脂都较好% 一次的交换容 量可达 /29 # /2: & % 5% 树脂的洗脱用 ;/ 倍树脂体积 的浓盐酸"洗脱率 </0&;’%但该法受废水中杂质的影 响以及交换剂品种*产量和成本的限制% *=9 活性炭吸附法
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(+ >??7" , ?7" > @ ?$使活
性炭具有化学吸附和催化氧化*还原的性能"能有效 去除重金属% 用活性炭处理含汞量较高的废水"可以 得到很高的去除率(1A0 # <<0$% 处理含汞量较低的 废水"虽然去除率不够高"但可以得到含汞量很低的 出水% 如进水汞质量浓度为 - # */ !& % 5"经活性炭处 理后"去除率为 1/0"出水汞质量浓度36 !& % 5&$’% 该 方法只适用于含汞废水成分单一且浓度较低情况下 的处理% 处理后的活性炭可回收再生"重复使用% 但 由于活性炭价格昂贵"不适于大规模处理含汞废水% *=- 金属还原法
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用化学沉淀法易于快速去除大量的金属离子" 但由于受沉淀剂和环境条件的影响" 出水浓度往往 达不到排放要求"因此还需进一步处理"产生的沉淀 物必须很好地处理和处置" 否则会造成二次污染% *2# 电解法
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% 如电解法处理雷汞废水% 通过二次电解"出水含汞质量浓度 3 /2//- 4& % 5&6’% 该方法是处理含有高浓度无机汞废水的一种有效方
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含汞废水处理技术的研究进展
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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 ()$7$ 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% 废 水的 87 值一般调到中性至偏酸性较好" 用强碱性 离子交换树脂和螯合型树脂都较好% 一次的交换容 量可达 /29 # /2: & % 5% 树脂的洗脱用 ;/ 倍树脂体积 的浓盐酸"洗脱率 </0&;’%但该法受废水中杂质的影 响以及交换剂品种*产量和成本的限制% *=9 活性炭吸附法
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(+ >??7" , ?7" > @ ?$使活
性炭具有化学吸附和催化氧化*还原的性能"能有效 去除重金属% 用活性炭处理含汞量较高的废水"可以 得到很高的去除率(1A0 # <<0$% 处理含汞量较低的 废水"虽然去除率不够高"但可以得到含汞量很低的 出水% 如进水汞质量浓度为 - # */ !& % 5"经活性炭处 理后"去除率为 1/0"出水汞质量浓度36 !& % 5&$’% 该 方法只适用于含汞废水成分单一且浓度较低情况下 的处理% 处理后的活性炭可回收再生"重复使用% 但 由于活性炭价格昂贵"不适于大规模处理含汞废水% *=- 金属还原法