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含汞高鹽廢水處理新工藝

  1、含汞廢水的 >

  含汞廢水的 >

  2、含汞廢酸與廢堿

  在電石法PVC生產(chǎn)工藝中,氯化氫氣體與乙炔氣體在氯化汞觸媒催化下生成粗氯乙烯氣體,粗氯乙烯氣體中未反應(yīng)的氯化氫經(jīng)泡沫脫酸塔、水洗塔吸收,生成31%廢鹽酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)。由于單質(zhì)汞及汞化合物具有揮發(fā)性且氯化汞在酸中有一定的溶解度,因此產(chǎn)生的31%廢鹽酸中含有一定量的汞。通過濃鹽酸常規(guī)解吸、稀鹽酸深度解吸工藝,可把31%廢鹽酸分別解吸成21%、2%的稀鹽酸,再去泡沫脫酸塔、水洗塔吸收粗氯乙烯氣體中的氯化氫氣體,從而使廢酸循環(huán)使用,達(dá)到了含汞廢水不外排的目的。

  粗氯乙烯氣體經(jīng)過泡沫脫酸塔、水洗塔后,再經(jīng)過堿洗塔堿洗,以除去二氧化碳和微量氯化氫等雜質(zhì)氣體。當(dāng)堿洗塔中循環(huán)堿液里氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到8%時,將堿液排出堿洗塔,更換新鮮堿液繼續(xù)吸收。由于單質(zhì)汞及汞化合物具有揮發(fā)性,因此其會隨著粗氯乙烯氣體進(jìn)入堿洗塔,堿液里含有一定量的汞,堿洗塔排出的廢堿液須進(jìn)行除汞處理,通常是將含汞廢水處理到汞質(zhì)量濃度<0.003mg/L(GB15581—2016《燒堿聚氯乙烯工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》)后外排。

  3、國內(nèi)含汞廢水處理工藝現(xiàn)狀

  目前,國內(nèi)電石法PVC生產(chǎn)企業(yè)處理含汞廢水的方法有還原法、硫化物沉淀法、混凝法、活性炭吸附法、離子交換法、絮凝+超濾法等。由于含汞廢水中的氯離子含量和pH值高,含有大量的無機(jī)鹽和多種雜質(zhì),經(jīng)過上述這些工藝處理后,廢水中的氯離子、鹽等雜質(zhì)仍很多,若返回水洗、堿洗系統(tǒng)循環(huán)使用,易造成脫酸塔吸收酸結(jié)晶、堿洗塔循環(huán)堿液結(jié)晶,影響正常生產(chǎn),因此采用上述工藝處理后的含汞廢水往往進(jìn)行外排。

  針對這種現(xiàn)狀,新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司開發(fā)了含汞廢水處理新工藝,包括組合式沉降、重金屬捕捉過濾及冷源蒸發(fā)等步驟。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是處理后的含汞廢水可以回用。該新工藝將處理、過濾后的含汞廢水進(jìn)行超聲波蒸發(fā)霧化,使其中的NaOH、氯化鈉、碳酸鈉等物質(zhì)濃縮結(jié)晶,霧化氣則經(jīng)過冷凝收集變成冷凝水,其中基本不含雜質(zhì),氯離子含量很低,非常適用于堿洗塔及抽觸媒真空泵,從而使處理后的廢水得到循環(huán)使用,減少了廢水的排放。

  4、含汞廢水處理新工藝的原理及工藝流程

  4.1 原理

  含汞廢水處理新工藝分為2部分:①采用化學(xué)反應(yīng)沉降法將含汞廢水中的汞去除,②將過濾后的清液進(jìn)行超聲波蒸發(fā),利用空化作用使廢水表面霧化,同時使廢水中的鹽濃縮結(jié)晶,水霧冷凝收集回用?;瘜W(xué)沉降的濃縮液進(jìn)行固液離心分離,所得固體產(chǎn)品由專門的有資質(zhì)的觸媒廠家回收,鹽濃縮得到的結(jié)晶也進(jìn)行固液離心分離,可回用至氯堿裝置。

  4.2 工藝流程

  含汞高鹽廢水處理新工藝的流程如圖1所示。

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  氯乙烯工序產(chǎn)生的含汞廢水進(jìn)入含汞廢水調(diào)節(jié)池,由泵輸送至加藥反應(yīng)罐進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并沉降,再進(jìn)入壓濾機(jī)分離出固體物進(jìn)行包裝,其含汞廢液返回調(diào)節(jié)池重新處理,加藥反應(yīng)罐的上清液進(jìn)入重金屬捕捉裝置,過濾后的上清液再經(jīng)冷源蒸發(fā)器進(jìn)行超聲波霧化,霧化氣經(jīng)抽風(fēng)機(jī)進(jìn)入冷凝器,得到的冷凝液進(jìn)入回用水罐,上清液在濃縮結(jié)晶罐和冷源蒸發(fā)器之間進(jìn)行循環(huán)霧化,達(dá)到一定濃度后(結(jié)晶)再進(jìn)入離心機(jī)分離出固體鹽,包裝,冷凝液可作為轉(zhuǎn)化、水洗、堿洗等裝置用水。整套裝置采用連續(xù)進(jìn)料工藝,由DCS自動控制加藥反應(yīng)罐中的pH值、加藥量以及重金屬捕捉裝置的自動反洗工藝。

  4.3 主要設(shè)備

  主要設(shè)備包括含汞廢水調(diào)節(jié)池、加藥反應(yīng)罐、加藥裝置、重金屬捕捉裝置、沉降罐、壓濾機(jī)、冷源蒸發(fā)器、冷凝器、回用水罐、濃縮結(jié)晶罐、離心機(jī)等。

  5、含汞高鹽廢水處理新工藝試驗(yàn)總結(jié)

  5.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

  含汞高鹽廢水主要來自于新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司氯乙烯合成工序堿洗塔產(chǎn)生的廢堿液、水洗塔產(chǎn)生的含汞廢酸、抽觸媒水環(huán)真空泵的排水、含汞區(qū)域地面沖洗水,少量機(jī)前冷卻器、氣柜以及精餾裝置的排水,汞的質(zhì)量濃度為0.02~2mg/L。

  5.2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求

  含汞廢水處理單元進(jìn)水量設(shè)計(jì)為50m3/d,處理后的廢水含汞質(zhì)量濃度低于0.003mg/L,達(dá)到GB15581—2016的排放標(biāo)準(zhǔn),力爭小于0.002mg/L。

  5.3 試驗(yàn)流程

  在調(diào)節(jié)池內(nèi)將含汞廢水的pH值調(diào)節(jié)到6~8,再經(jīng)過自吸泵打到加藥反應(yīng)罐,開啟攪拌裝置,攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min,加入定量的專用除汞藥劑,反應(yīng)10min,攪拌轉(zhuǎn)速降低至30r/min,運(yùn)行10min后停止攪拌,將廢水排放至沉降罐,5min后將沉降罐上部的上清液輸送到重金屬捕捉裝置,經(jīng)過4級重金屬捕捉過濾后進(jìn)入冷源蒸發(fā)器進(jìn)行霧化蒸發(fā)。4級重金屬捕捉過濾器根據(jù)進(jìn)出口壓差自動切換反洗,反洗水為過濾后的上清液,反洗后的廢水沿沉降罐罐壁切向進(jìn)入沉降罐中部再次沉降,沉降罐底部有排污泵定時將污泥輸送到壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離,清液返回調(diào)節(jié)池回用,壓濾得到的含汞廢渣進(jìn)行包裝,由專門的有資質(zhì)的觸媒廠家回收冷源蒸發(fā)器采用超聲波將水分子空化成1~5μm的水霧,水霧由引風(fēng)機(jī)強(qiáng)制向冷凝器上部進(jìn)氣,冷凝水進(jìn)入回用水罐,廢氣再次由冷源蒸發(fā)器底部進(jìn)入,加速廢水的蒸發(fā)。經(jīng)過冷源蒸發(fā)的上清液在濃縮結(jié)晶罐里結(jié)晶,固含量達(dá)到結(jié)晶度后,經(jīng)泵輸送進(jìn)入離心機(jī)進(jìn)行固液分離,母液水繼續(xù)回到冷源蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā),離心后的固體鹽進(jìn)行包裝處理。

  5.4 試驗(yàn)結(jié)果

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  從表1可以看出:①含汞高鹽廢水中汞的質(zhì)量濃度在0.2~1.8mg/L波動,平均值約為0.8mg/L,經(jīng)新工藝處理后,回水罐出水的汞質(zhì)量濃度均在0.002mg/L以下,平均去除率為99.75%,完全達(dá)到GB15581—2016的排放標(biāo)準(zhǔn)。②含汞高鹽廢水中Cl-的質(zhì)量濃度在60000~80000mg/L波動,平均值約為76810mg/L,經(jīng)新工藝處理后,回水罐出水的Cl-質(zhì)量濃度平均為581mg/L,去除率平均為99.2%。

  6、運(yùn)行成本

  含汞高鹽廢水處理新工藝中的藥劑成本及輔助費(fèi)用約為7元/t,除鹽單元的運(yùn)行費(fèi)用約為11元/t。

  處理后的水鹽含量低,氯離子含量低,可用于堿洗塔的洗塔水和配堿水、抽觸媒真空泵使用水。該新工藝的出水率在85%左右,若工業(yè)水價(jià)格按2.7元/t計(jì),則實(shí)際運(yùn)行成本為:11+7-2.7×85%=15.7(元/t)。

  7、結(jié)語

  與傳統(tǒng)的含汞廢水化學(xué)處理工藝相比,新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司開發(fā)的含汞高鹽廢水處理新工藝的主要優(yōu)點(diǎn)為:①除汞藥劑效果好,②重金屬捕捉材料及裝置新穎,③操作彈性大,即使進(jìn)水汞含量波動范圍大也能保證出水水質(zhì)穩(wěn)定,④裝置運(yùn)行自動化程度高,⑤裝置運(yùn)行費(fèi)用低。( >

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