[发明专利]氯乙烯生产中含汞废水的深度处理系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及含汞废水处理领域，具体地说，是一种氯乙烯生成过程中含汞废水的深度处理系统和方法。

背景技术

国内电石法氯乙烯生产工艺中都是使用氯化汞触媒，在生产过程中会产生少量的含汞废水，汞含量介于500～1000ppb之间。考虑到汞对人类的巨大危害，国家对排水汞含量的要求越来越严格(<3ppb)，各氯碱企业纷纷采取各类处理工艺进行含汞废水的处理。

含汞废水的处理方法主要包括以下几种：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。目前，大部分氯乙烯行业中含汞废水的处理采用的是基于硫化物与汞离子形成HgS沉淀的“硫化沉淀+过滤”工艺实现的。

中国专利文献CN1673117A公布了“一种含汞废水的处理方法”，其方法是：向含汞废水中依次加入Na₂S和有机絮凝剂，生成HgS沉淀后，将絮状沉淀与被分离的水分离，获得处理合格的水，该方法很难掌握硫化钠的使用量，容易形成可溶络合物，出水水质受进水水质的干扰较大，出水水质不稳定，存在超标的可能；中国专利文献CN102010086A公布了“一种三段连续工艺处理含汞废水的方法”，其方法是：将含汞废水pH调至9-10，依次加入Na₂S和无机絮凝剂，生成HgS沉淀后，上清液经过滤后达标排放，该方法缺乏深度处理过程，处理后的废水中仍含有低浓度的汞，而且出水水质受进水水质的干扰较大，出水水质不稳定，存在超标的可能；中国专利文献CN102145930B公布了“一种含汞废水的处理方法”，其方法是：将pH调至中性，加入硫化剂和复合助剂，形成沉淀后将上清液分离，然后采用砂滤、纤维过滤器、精密过滤器或膜进行水与颗粒物的分离，尽管上述方法增加了深度处理步骤，但是并不能去除未形成沉淀的汞，出水中仍具有超标风险。因此，现有的基于硫化物沉淀的含汞废水处理技术存在诸多问题，比如，操作困难、序批式反应、出水水质不稳定、存在超标危险(很难达到5ppb以下)、缺乏彻底去除汞的深度处理方法等。

随着国家对环保重视力度的加大，大部分基于“硫化沉淀+过滤”工艺的含汞废水处理工艺很难满足国家的标准要求，而且处理后的含汞废水的排放造成水资源的浪费，因此设备工艺急需改进。目前关于一种深度处理低浓度含汞废水(前期采用“硫化沉淀+过滤”工艺处理的废水)的处理系统和方法(处理后汞浓度保持在1ppb以下)还未见报道。

发明内容

本发明的目的是通过改造原有含汞废水处理系统和方法，深度处理氯乙烯生产行业中产生的含汞废水，进一步降低汞的浓度，保证出水水质持续稳定超低浓度(<1ppb)排放，进而保护水环境。本发明主要用于前期采用“硫化沉淀+过滤”工艺处理后的低浓度含汞废水的深度处理。

本发明的工作流程及原理：

硫化沉淀法是最成熟的含汞废水处理技术，汞离子与硫离子反应生成硫化汞沉淀。《烧碱聚氯乙烯工业水污染物排放标准(GB15581-1995)》限制了总汞的最高允许排放浓度为5ppb，如今普遍使用的“硫化沉淀+过滤”工艺很难满足标准的要求，尽管很多工厂对硫化沉淀工艺进行了改进，比如添加活性炭吸附工艺、膜过滤工艺等，但是仍然存在出水不稳定、不达标等问题。

本发明对含汞废水的处理是在“硫化沉淀+过滤”工艺之后添加的深度组合设备，主要针对传统的硫化沉淀工艺存在的出水不稳定、不达标等问题，是高效汞沉淀+过滤+吸附的综合应用。首先经过前期“硫化沉淀+过滤”设备处理的含汞废水的汞含量降至20～100ppb，然后废水进入深度处理组合装置，在二级反应器中利用重金属捕集剂与汞的反应，生成不溶于水的螯合物，沉淀完全后废水进入纤维束过滤器，过滤掉悬浮物，清液依次进入陶瓷膜过滤器和汞螯合树脂吸附器，进一步吸附去除残余的汞。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供一种氯乙烯生成过程中含汞废水的深度处理系统(见图1)，包括依次通过管道连接的二级反应器、悬浮物过滤器、中间罐、陶瓷膜过滤器和两级深度吸附器；所述的二级反应器的出水口与悬浮物过滤器的进水口连接，所述的悬浮物过滤器的出水口与中间罐的进水口连接，所述的中间罐的出水口与陶瓷膜过滤器的进水口连接，所述的陶瓷膜过滤器的出水口与两级深度吸附器的进水口连接。