CN105174393A

CN105174393A - 一种利用超导磁体磁场强化硫化法处理含汞废水的方法

Info

Publication number: CN105174393A
Application number: CN201510381328.7A
Authority: CN
Inventors: 赵颖; 李英军; 席北斗; 高如泰; 刘文芳; 李�瑞; 李晓光; 彭星; 杨天学; 张慧; 郝艳
Original assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences; Beijing Vocational College of Agriculture
Current assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences; Beijing Vocational College of Agriculture
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2015-12-23

Abstract

一种利用超导磁体磁场强化硫化法处理含汞废水的方法，采用完全混合反应器的形式，在含汞废水中加入金属硫化物，在完全混合反应器周围施加磁场实现金属硫化物与汞的快速沉淀反应从而使水质得到净化。本发明中在超导磁体强磁场的作用下，溶液的电导率增加、电势降低，硫化渣的絮凝沉降速度和过滤速度得到提高，并提高了硫化剂的利用率。本发明利用超导磁体磁场强化硫化法处理含汞废水的方法，可用于地下水和工业废水等水体中汞污染物的去除。

Description

一种利用超导磁体磁场强化硫化法处理含汞废水的方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及工业废水和地下饮用水的含汞处理方法，更具体地涉及一种利用超导磁体磁场强化硫化法处理含汞废水的方法。

技术背景

在有色金属中，汞是比锑更加稀少的金属，在地壳中的总储量为1.6×10¹¹t，但有99.98％呈分散状态，无法利用，只有0.02％富集于可以开采的矿床中。汞中国的汞储量很大，是世界上主要产汞国之一，汞具有比重大(13.546)、熔点低(-38.87℃)、沸点高(356.95℃)、导电性能好及均匀的膨胀系数等特点，使其在工业、农业、科学技术、交通运输、医药卫生及国防等领域中得到广泛应用。据统计，世界上有80多种工业以汞为原料，汞的用途达3000多种。如此广泛的使用，每年全球散失于环境中的汞约为1.5-3.0×10⁴t，以“废气、废渣、废水”三种途径污染环境，其中以含汞废水的危害最大。含汞废水主要来自氯碱化工厂(水银法)，有色金属冶炼厂(烟气洗涤)，汞齐法回收贵金属，农药厂(杀虫剂、杀菌剂、防霉剂、选种剂等)，化学工业(催化剂)，造纸工业(杀菌剂、粘稠剂和絮凝去除剂等)，电器和电子工业(连接电路、制造开关、电灯泡和电池等)，石油化工及塑料工业(催化剂)，度量仪表、温度计、压力计生产及医药(消毒剂、防腐剂等)行业，另外还有***、制药、印染、化装品、照相行业和科研机构及医院实验室等也排出一定量的含汞废水。

废水中汞的去除方法主要有化学沉淀法、金属还原法、活性炭吸附法、离子交换法、过滤法、电解法、羊毛吸收法、微生物法等。其中化学沉淀法是应用十分普遍的一种除汞方法，适用于不同浓度、不同种类的汞盐，尤其适用于含汞浓度较高的工业废水。沉淀法中最为常用的是硫化物沉淀法，它是在弱碱性条件下，汞离子和硫离子有强烈的亲和力，生成溶度积极小的硫化汞而从溶液中除去。但传统的硫化物沉淀法除汞存在的主要问题有以下两方面：

1)硫化药剂投加量高，药剂利用率低，汞去除率需进一步提高。一般硫化物的加入量需要按理论计算过量50％～80％，硫化物过量太多不仅降低药剂的利用率，提高水处理成本，而且会带来硫的二次污染，且过量的硫离子会与硫化汞反应生成可溶于水的汞硫络合物而降低处理效果；

2)硫化渣的沉降速度和过滤速度慢。产生的硫化汞沉淀的粒度很细，大部分悬浮于废水中或成分散体，不易沉淀，导致汞的去除率低，去除率需要进一步提高。且硫化汞渣含水率高，不易过滤除去。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用超导磁体磁场强化硫化法处理含汞废水的方法，以解决传统硫化法除汞存在的硫化药剂投加量高，汞去除率低，硫化渣的沉降速度和过滤速度慢，沉渣含水率高等问题。

为实现上述目的，本发明提供的利用超导磁体磁场强化硫化法处理含汞废水的方法，采用完全混合反应器的形式，在含汞废水中加入金属硫化物，在完全混合反应器周围施加磁场实现金属硫化物与汞的快速沉淀反应从而使水质得到净化。

所述的方法，其中，施加的磁场为低温超导磁场。

所述的方法，其中，磁场强度>30.0mT。

所述的方法，其中，含汞废水包括汞污染的工业废水和地下水。

所述的方法，其中，含汞废水的pH值为6.5-13.5。

所述的方法，其中，金属硫化物为铁、铜、镁中一种或几种的硫化物。。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明与现行的硫化法除汞技术相比，可提高硫化物对汞的去除效率，同时减小硫化剂的投加量，提高硫化剂的利用率。

2、本发明使硫化沉淀法除汞环境和应用范围得以拓宽，将硫化物除汞的有效pH范围由弱碱性拓宽到弱酸性到强碱性较宽的pH使用范围。

不仅适用于厌氧环境而且适用于好氧环境；不但适用于工业废水，而且适用于地下水处理；

3、采用超导磁场强化硫化法除汞，利用磁场能够降低水分子间的约束力，改变硫化渣的结构，使硫化渣粒度增大，从而提高絮体的沉降速率，缩短反应沉降时间，缩小反应器容积。同时，可显著改善滤渣的过滤性能，改善渣的脱水性能。

4、本发明对现有的硫化剂除汞的完全混合式反应器进行改造比较简便，仅需将其置于超导磁场中。采用低温超导磁场的优势：磁场强度可变范围大，可根据实际需要调整磁场强度；超导磁场可利用空间大，可用于施加于大型厌氧反应罐；低温超导磁场一旦低温启动运行，产生磁场的电线圈即在超导状态下运行，电阻为零，所以能耗为零，利用低温超导磁场强化硫化剂除汞所需额外运行成本低。

具体实施方式

本发明是基于在超导磁体强磁场的作用下，溶液的电导率增加、电势降低，硫化渣的絮凝沉降速度和过滤速度得到提高的原理，提高硫化物对汞的去除效率，同时减小了硫化剂的投加量，使硫化剂的利用率得以提高，提高硫化渣沉淀速度和过滤速度。可用于工业含汞废水和地下水中汞污染物的去除。

本发明采用完全混合反应器的形式，既适用于厌氧环境又适用于好氧环境，既适用于异位处理，也适用于原位处理。

本发明是在含汞废水中，加入一定量的硫化物，在反应器周围施加超导磁场实现硫化物与汞的快速沉淀反应从而使水质得到净化，本发明的含汞废水主要包括汞污染的工业废水和地下水。

本发明的方法中，忧选的条件是：

磁场为低温超导磁场，磁场强度>30.0mT，含汞废水的pH值为6.5-13.5，金属硫化物为铁、铜、镁中一种或几种的硫化物。在完全混合反应器中，含汞废水与金属硫化物的反应时间为0.25-4h。

实施例一

本实施例是在完全混合反应器中，向50mg/L(以Hg计)的含汞水中加入0.5g/L的硫化铁，pH＝6.5，所用磁场为超导磁体磁场，磁场强度约为3T。磁场存在条件下，硫化铁可在1.0h内对汞的去除率为93％。而在不存在磁场条件下，即使反应1.5h也只能将80％的汞去除。在有超导磁场存在条件下，溶液电导率增加22％，电势降低12％。经超导磁场处理后，硫化汞废液的过滤速度提高38％。

实施例二

本实施例是在完全混合反应器中，向40mg/L(以Hg计)的含汞水中加入0.5g/L的硫化铜，pH＝8.5，所用磁场为超导磁体磁场，磁场强度约为5T。磁场存在条件下，硫化铁可在0.5h内对汞的去除率为96％。而在不存在磁场条件下，即使反应1.5h也只能将85％的汞去除。在有超导磁场存在条件下，溶液电导率增加27％，电势降低15％。经超导磁场处理后，硫化汞废液的过滤速度提高38％。

Claims

1.一种利用超导磁体磁场强化硫化法处理含汞废水的方法，采用完全混合反应器的形式，在含汞废水中加入金属硫化物，在完全混合反应器周围施加磁场实现金属硫化物与汞的快速沉淀反应从而使水质得到净化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，施加的磁场为低温超导磁场。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，磁场强度>30.0mT。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，含汞废水包括汞污染的工业废水和地下水。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，含汞废水的pH值为6.5-13.5。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，金属硫化物为铁、铜、镁中一种或几种的硫化物。