【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 .........4 改性膨潤(rùn)土吸附法 ...............................................................4 玉米芯粉吸附法 ...................................................................5 殼聚糖絮凝法 ................................................................................5 微電解一混凝沉淀法 ....................................................................6第 2 章 微生物法處理含汞廢水 .................................................................7 生物吸附法 ......................................................................................7 單一菌種 .................................................................................7 基因工程菌 .............................................................................8 混合菌 ...................................................................................8 生物強(qiáng)化法 ....................................................................................8 細(xì)胞的固定化 .......................................................................9 投菌活性污泥法 ...................................................................9第 3 章 含汞廢水處理方法的比較及展望 ...............................................11謝 辭 ...........................................................................................................12參考文獻(xiàn) .....................................................................................................13外文資料翻譯 .............................................................................................151 / 47前　言 汞俗稱水銀，是五毒之首，在地球的十大污染物中位居首位。其毒性非常劇烈，除具有明顯的神經(jīng)毒性外，對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等也有不良影響。汞在水體中由生物吸收，轉(zhuǎn)變成毒性劇烈的甲基汞(CH 3HgCI)。甲基汞分子中的 C Hg 鍵結(jié)合得很牢固，不易斷開，在細(xì)胞中呈原形蓄積，以整個(gè)分子損害腦細(xì)胞，這種損害的表現(xiàn)具有進(jìn)行性和不可恢復(fù)性，因此，汞污染是環(huán)境污染中有毒微量元素造成的最嚴(yán)重的污染之一。震驚世界的全球八大公害之一—日本水誤病就是由于當(dāng)?shù)氐囊患业使I(yè)公司常年向水誤灣排放含汞廢水所致。根據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署近期發(fā)表的一份名為《全球汞狀況評(píng)估》的報(bào)告，汞污染可導(dǎo)致心臟病和高血壓等心血管疾病，并可影響人類的肝、人類受汞污染傷害的途徑有很多，但大多數(shù)人是因?yàn)槭秤昧吮还廴镜聂~類和海洋哺乳動(dòng)物 [1]。含汞工業(yè)廢水的主要來自化工、冶金、機(jī)械等工業(yè)所排出的廢水。抓堿工業(yè)、塑料工業(yè)、電子工業(yè)、在制造抓乙烯和醋酸乙烯的過程中使用含汞(Hg)的催化劑，使得排放的廢水含有大量的汞。目前我國(guó)汞的消耗量逐年增加，但加工利用企業(yè)普遍處于作坊式生產(chǎn)階段，汞流失、污染非常嚴(yán)重。薊運(yùn)河、第二松花江和錦州灣海域、黃河包頭段等存在嚴(yán)重的汞污染，都是由化工廠排放大量含汞廢水引起的。因此，含汞廢水的處理，直接關(guān)系到人類的身心健康。傳統(tǒng)含汞廢水的處理，多采用硫化物沉淀法、離子交換法、吸附法、混凝法以及還原過濾法、活性炭吸附活、微生物濃集法、羊毛吸收法等。這些方法受生產(chǎn)原料和處理費(fèi)用的限制，在工程實(shí)踐中推廣應(yīng)用時(shí)存在一些問題。本文將對(duì)近年來研究較多的含汞廢水處理方法及相應(yīng)工程實(shí)例進(jìn)行綜述。2 / 47 第 1 章 含汞廢水的物理和化學(xué)處理方法 沉淀法含汞廢水中加人硫化鈉處理，由于 Hg2+與 S2有強(qiáng)烈的親合力，能生成溶度極小的硫化汞而從溶液中除去，所以硫化物沉淀法是報(bào)道中最多的一種沉淀處理法。硫化物沉淀法反應(yīng)式如下:Hg22+ + S2=Hg2S↓Hg2+ + S2 = HgS↓吳秀英等 [2]報(bào)道了用硫化鈉處理含汞廢水的小試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，試驗(yàn)料液為青島電池廠含汞廢水。其方法為:將廢水 pH 值調(diào)節(jié)至 910，投加理論量 12 倍的硫化鈉，就可以使廢水中的汞含量低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)( mg/L)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:（1)操作簡(jiǎn)單，不受廢水中Hg2+濃度高低的限制；(2)無特殊專用設(shè)備和土建設(shè)施，處理費(fèi)用為 元/噸廢水。(3)沉渣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不容易造成二次污染，可在中小型化工行業(yè)推廣。鄭禮勝 [3]等報(bào)道了用硫鐵礦處理含汞廢水的試驗(yàn)研究，其工藝流程如下: 圖 11 硫鐵礦處理含汞度水試臉流程其研究結(jié)果表明:用硫鐵礦處理含汞廢水具有良好的去除效果，廢水含汞 10250mg/L，按照汞/硫鐵礦為 1/1000(重量比) 99%以上。該方法具有下列優(yōu)點(diǎn):（1）應(yīng)用范圍廣，廢水 pH 值在 范圍內(nèi)均可直接處理。(2)硫鐵礦價(jià)廉易得，吸附汞后經(jīng)適當(dāng)處理可再生，廢水中汞最后以 HgS 形式回收。(3)簡(jiǎn)便易行，無二次污染。另?yè)?jù)有關(guān)資料報(bào)道，沉淀法可與絮凝、重力沉降、過濾或溶氣浮選等分離過程相結(jié)合。這些后續(xù)操作可增加硫化汞沉淀的去除效果，但并不能提高溶解汞本身的沉淀效率。還有的工廠用硫氫化鈉、明礬二步處理含汞量為 25 mg/L 的廢水，處理后排出水含汞量可降至 mg/L。其方法原理為:加人明礬后，通過產(chǎn)生共沉淀，可提高沉降效率。反應(yīng)式如下:NaHS＋H 2O→H 2S＋NaOHHg2+＋S 2+＝H 2S↓3 / 472KAL(SO4)2→K 2SO4＋AL 2(SO4)3硫化物沉淀法是美國(guó)等國(guó)家的許多氯堿廠控制汞污染的標(biāo)準(zhǔn)方法。據(jù)報(bào)道，設(shè)計(jì)和管理良好的處理系統(tǒng)，汞的去除率可達(dá) 95℅℅。用硫化鈉處理氯堿工業(yè)廢水后汞排出量為65μg/ L。硫化物沉淀法處理所引起的環(huán)境問題是富汞沉淀污泥的不斷積累，這種污泥或者以環(huán)境可被接受的方式處置，或者進(jìn)一部用以回收汞。當(dāng)初始汞濃度較高時(shí)，硫化物沉淀法可達(dá)到 %以上的去除率。但即使經(jīng)過濾或活性炭深度處理，汞的最低出水濃度也有 10—20μg/L。在不增加硫化物用量前提下，在中性 pH范圍內(nèi)沉淀效果最佳，當(dāng) pH9 時(shí)沉淀效率急劇降低。除了不能把含汞量降至 10μg/L 以下的:(1在硫化物過量較多時(shí)會(huì)形成可溶性汞硫絡(luò)合物；(2)硫化物過量程度的監(jiān)測(cè)較困難；(3)處理后出水的殘余硫產(chǎn)生污染問題。 吸附法 活性炭吸附法生產(chǎn)中最為成熟的是活性炭吸附法。該法能有效地吸附廢水中的汞，在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)應(yīng)用較多，在我國(guó)也有用此方法處理含汞廢水，但該法價(jià)格昂貴，而且只適用于處理低濃度的含汞廢水。廢水含汞濃度高時(shí)，可先進(jìn)行一級(jí)處理，降低廢水汞濃度后再用活性炭吸附。將含汞量 12 mg/L 以下的廢水通過活性炭濾塔，排出水含汞量可下降至 — mg/I?；厥展蠡钚蕴靠稍偕⒅貜?fù)利用。據(jù)報(bào)道，日本某電解工廠的廢水含汞量為 510 mg/1，先用化學(xué)沉淀法處理，通過加人硫酸亞鐵和硫化鈉起化學(xué)反應(yīng)，在沉淀槽中分離成沉淀和上清液，通過沉淀法先除去約 90%左右的汞，上清液中含汞量降至 mg/，吸附后廢水含汞降至 mg/L?；钚蕴康奶幚硇Чc若干因素有關(guān)，其中包括汞的初始形態(tài)和濃度、活性炭的用量和種類、pH 控制值以及活性炭與含汞廢水的接觸時(shí)間。增大活性炭用量以及增加接觸時(shí)間都可以提高無機(jī)汞和有機(jī)汞的去除率?；钚蕴繉?duì)有機(jī)汞的脫除作用比對(duì)無機(jī)汞更為有效。 沸石分于篩吸附法江偉武 [4]等川報(bào)道了用沸石分子篩處理含汞廢水的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:（1)沸石分子篩對(duì)二價(jià)汞有較強(qiáng)的去除作用，并有較大的吸附容量，按汞與分子篩質(zhì)量比為 32 mg/g 進(jìn)行處理，汞的去除率達(dá) 99%以上；(2)在廢水中汞質(zhì)量濃度為 10 —300 mg/L,pH=36,溫度 15— 1030 min 范圍內(nèi)，對(duì)汞的去除率無大的影響，故可在較寬的范圍使用。(3)分子篩可再生，吸附量下降較平緩，故可重復(fù)使用。(4)廢水中汞的濃度最高可富集 10—100倍，洗脫液濃度較高。4 / 47 改性膨潤(rùn)土吸附法劉秉濤 [5]等報(bào)道了用改性膨潤(rùn)土處理含汞廢水的研究。將原始膨脹潤(rùn)土用 2% H2S04溶液浸泡 8h 后， 1050C 條件下活化 12 h 然后研磨過 120 目篩，得到改性膨潤(rùn)土。該研究結(jié)果表明:（1)改性膨潤(rùn)土較原土有更好的去除 Hg2+的效果且容易分離。(2)25 0C 時(shí)，原始膨潤(rùn)土和改性膨潤(rùn)土的飽和吸附容量分別為 40μg/g 和 54μg/g，改性膨潤(rùn)土對(duì) Hg2+的去除率達(dá) 95%以上；(3)吸附劑用量超過一定量后，活性炭的去除效果優(yōu)于膨潤(rùn)土，但是活性炭的價(jià)格高，操作費(fèi)用高，經(jīng)估算，其噸廢水的處理費(fèi)用為膨潤(rùn)土的 8 10 倍，可見，使用膨潤(rùn)土處理含汞廢水很有發(fā)展前途；(4)pH 值、膨潤(rùn)土用量及攪拌時(shí)間對(duì) Hg2+的去除率均有較大影響；(5)對(duì)膨潤(rùn)上的回收利用和處理尚須進(jìn)一步研究。 玉米芯粉吸附法利用農(nóng)業(yè)廢棄物作為吸附劑處理重金屬?gòu)U水已引起人們的關(guān)注。利用農(nóng)業(yè)廢棄物處理含汞廢水，不僅取材廣泛，處理方法簡(jiǎn)單，能夠達(dá)到以廢治廢的目的而且在回收汞方面也頗具 等報(bào)導(dǎo)了農(nóng)業(yè)廢棄物能結(jié)合大量的重金屬離子。Burba 研究了纖維素對(duì)水中微量元素的吸附作用，我國(guó)也有利用玉米鼓質(zhì)去除廢水中的汞的報(bào)導(dǎo) [6]。陳玉成等 [7]報(bào)道了玉米芯粉處理含汞廢水的研究，探討了作為廢棄物的玉米芯處理含汞廢水的可行性及其主要技術(shù)參數(shù)。結(jié)果表明:(l)作為廢棄物的玉米芯經(jīng)過活化處理后，可以成為汞的良好吸附劑，利用它處理含汞廢水既可降低成本費(fèi)用，又可回收有用資源，實(shí)現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等三大效益同步協(xié)調(diào)；(2)活化后的玉米芯粉對(duì)汞的吸附平衡時(shí)間為 100 min，在靜態(tài)條件下，最大吸附量為 mg/g。在動(dòng)態(tài)條件下，工作吸附量為 mg/g. ( 3)用活化后的玉米芯粉對(duì)含汞廢水進(jìn)行二級(jí)吸附，汞的去除率可高達(dá) ％，出水濃度為 mg/I，低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)( mg/L)；(4)玉米芯粉吸附汞后容易洗脫再生， %的稀硝酸溶液；(5)疲勞試驗(yàn)表明:玉米芯粉使用 20 次后，去除率仍達(dá) 90%以上，因此是一種成本低廉的吸附劑。，含汞廢水成分很復(fù)雜，且有其它共存物質(zhì)的干擾，在生產(chǎn)中放大應(yīng)用時(shí)，有待進(jìn)一步探索。 殼聚糖絮凝法殼聚糖絮凝劑去除水中汞也可取得較好的效果。殼聚糖是由甲殼質(zhì)脫去乙酞基的產(chǎn)物，是自然界存在的唯一堿性多糖，它的胺基極易形成四級(jí)胺正離子，有弱堿性陰離子交換作用，對(duì)過渡金屬有良好的鰲合作用，是一種很有發(fā)展前途的天然高分子絮凝劑，它可除去工業(yè)廢水中的銅、鍋 ,汞等重金屬離子。日本等國(guó)家已將它用于城市生活污水和工業(yè)廢水的處理，5 / 47。張廷安等 [8]人的研究表明:pH 過高或過低均不利于殼聚糖絮凝除汞，合適的 pH 為 7。殼聚糖用量過多或過少均不利于絮凝除汞。太少時(shí)，絮凝不完全，還有未被吸附的汞離子；太多時(shí)，絮凝惡化，沉淀物增大，吸附水分較大，同時(shí)水質(zhì)也發(fā)生變化，反而使除汞效果降低。適宜條件應(yīng)為殼聚糖與汞的摩爾比等于 左右，對(duì)于不大于 200 mg/L 的含汞水樣，去除效果最佳，去除率達(dá) %以上。 微電解一混凝沉淀法朱又春等 [9]報(bào)道了采用微電解一混凝沉淀技術(shù)處理電池廠含汞、鋅、錳的廢水的工程實(shí)例。目前電池廠多采用傳統(tǒng)的混凝法除汞，其缺點(diǎn)是:含汞量高時(shí)凈化效果不足，而且由于整個(gè)污泥(含鋅、錳)受到汞的污染而難以處理。微電解一混凝沉淀方法的主要原理是:使廢水中呈溶解態(tài)的汞離子通過微電解作用被還原為金屬汞，其后，或以單質(zhì)汞、或與填料物質(zhì)形成汞齊而被攔截在微電解反應(yīng)器中。而原水中的錳離子和鋅離子由于其還原電位低，在微電解反應(yīng)柱中均不會(huì)像汞那樣被電化學(xué)還原，可隨水被排至沉淀槽用混凝法去除。其工藝流程如下:圖 12 微電解—混凝沉淀法處理含汞廢水流程微電解一混凝沉淀技術(shù)處理含汞廢水的主要優(yōu)點(diǎn)是:可以使汞優(yōu)先