引言

目前，工業(yè)廢水和城市生活廢水是我國(guó)水環(huán)境污染的污染源之一，特別是隨著生產(chǎn)制造范圍的不時(shí)擴(kuò)展及工業(yè)技術(shù)的飛速開(kāi)展，含有重金屬的有機(jī)廢水的污染源日益增加。汞離子便是其中之一，所以必需盡可能的除去汞離子。

1.汞的毒性以及汞污染物在工業(yè)生產(chǎn)制造中的產(chǎn)生

汞是一種雪白色的液體金屬 ,汞及其化合物都是有毒物質(zhì) ,能夠經(jīng)過(guò)各種途徑侵入人體 ,它的毒性是累積的 ,其中無(wú)機(jī)汞主要積聚于內(nèi)臟 ,少量積聚于腦髓、皮膚和人體的其他局部。在普通狀況下多為慢性中毒 ,汞主要影響人的中樞神經(jīng)。含汞達(dá) 0. 0～0. 02mg/L的水能使魚(yú)類中毒 ,達(dá) 0. 03mg/L能使水生蟲(chóng)類中毒 ,而人飲用含汞 50mg/L的水會(huì)中毒致死[1]。

由于汞具有一些特殊的物理、化學(xué)性能 ,所以普遍的應(yīng)用在化工和石油化學(xué)工業(yè)、制藥、紙漿造紙電器電子儀表等工業(yè)部門(mén)。汞及其化合物會(huì)以 "三廢 "特別是廢水方式進(jìn)入環(huán)境 ,成為重要的污染物之一。

2.物理和化學(xué)處置技術(shù)

含汞廢水的危害早已被人們所認(rèn)識(shí) ,并且開(kāi)發(fā)了很多辦法實(shí)行處置。但大局部文獻(xiàn)中的處置數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)室或中試研討的結(jié)果。每種處置技術(shù)的效果和經(jīng)濟(jì)性與多種要素有關(guān) ,如汞的化學(xué)性質(zhì)、初始汞濃度、廢水中與汞共存的其他成分 ,以及要到達(dá)的汞去除率等。常用的處置技術(shù)有化學(xué)沉淀法 、混凝法 、離子交流法 、吸附法 、復(fù)原法 、羊毛吸、附法等。

2. 1　化學(xué)沉淀法

含汞廢水中參加硫化鈉處置 ,由于Hg與S有激烈的親和力 ,能生成溶度積小的硫化汞而從溶液中除去。所以硫化物沉淀法是最常用的一種沉淀處置法。沉淀法可與絮凝、重力沉降、過(guò)濾或溶氣浮選等別離過(guò)程相分離。這些后續(xù)操作可增加硫化汞沉淀的去除效果 ,但不能提升溶解汞自身的沉淀效率。表 1列出了硫化汞沉淀法的各種數(shù)據(jù)。

當(dāng)初始汞濃度較高時(shí) ,硫化汞沉淀法能夠到達(dá)99. 9%以上的去除率。但即便經(jīng)過(guò)濾或活性炭深度處置 ,出水中汞的最低含量也有 10～20 g/L。在不增加硫化物用量前提下 ,在中性 pH值范圍內(nèi)沉淀效果最佳 ,當(dāng) pH值 >9時(shí)沉淀效率急劇降低[2]。除了不能把汞含量降至 10 g/L以下的缺陷外 ,該法還有其他缺乏之處: （1） 在硫化物過(guò)量較多時(shí)會(huì)構(gòu)成可溶性汞硫絡(luò)合物; （2）硫化物過(guò)量水平的監(jiān)測(cè)較艱難; （3） 處置后出水的剩余硫會(huì)產(chǎn)生污染問(wèn)題。

硫化物沉淀法反響式及溶度積如下:

2Hg++S2- =Hg2S↓　 K =1. 8 ×10- 45

Hg +S =HgS↓　　　K =1. 6 ×10-54

有的工廠用硫化氫鈉、明礬二步處置汞含量為25mg/L的廢水 ,處置后排出水汞的含量可降至0. 006～0. 05mg/L。其辦法原理為:

NaHS +H 2O→H 2S+NaOH

Hg2+ +S2- →HgS↓

2KAl (SO4 )2 →K2(SO4 )+Al2 (SO4)3

Al 3++3OH- →Al(OH) 3↓

由于產(chǎn)生共沉淀 ,故參加明礬可提升沉淀效率硫化物沉淀法處置所惹起的環(huán)境問(wèn)題是富汞沉淀污泥的不時(shí)積聚 ,這種污泥或者以環(huán)境可承受的方式處置 ,或者進(jìn)一步用以回收汞。

2. 2　混凝法

用混凝法對(duì)多種廢水實(shí)行脫汞處置 ,所用的混凝劑包括硫酸鋁 明礬 、鐵鹽及石灰。在混凝法除汞的研討中 ,先在生活污水中參加 50～60 μg/L的無(wú)機(jī)汞 ,然后用鐵鹽或明礬匯集并過(guò)濾,兩種辦法都可使含汞量降低 94% ～98%。用石灰混凝劑處置500 μg/L的高濃度含汞廢水 ,過(guò)濾后汞的去除率為70%。某工廠中試比擬了明礬和鐵鹽對(duì)無(wú)機(jī)汞和甲基汞的處置效果 ,結(jié)果標(biāo)明鐵鹽能有效地除去汞。另一項(xiàng)研討結(jié)果也報(bào)道了相似的結(jié)果 ,此外還發(fā)現(xiàn)即便混凝劑用量增加到 100～150mg/L,也不能改善汞的去除效果。表 2列出了混凝法的處置數(shù)據(jù)[3]。明礬處置后汞的出水含量為 1. 5～102 μg/L,鐵鹽處置后則為 0. 5～12. 8 μg/L。但當(dāng)初始汞濃度較低時(shí) ,明礬和鐵鹽的混凝處置效果類似 ,此時(shí)汞的出水含量較低 ,為 0. 5～5. 0 μg/L。

用明礬進(jìn)行含汞工業(yè)廢水處理的優(yōu)點(diǎn)是儉省費(fèi)用 ,相當(dāng)于硫化鈉法的 1/3,操作簡(jiǎn)單 ,沉降速度快,含汞廢水中含汞量經(jīng)處置后可降落至 0. 02～0. 03mg/L,但此法對(duì)濃度較高、水質(zhì)較清的含汞廢水 ,其效果不如硫化鈉法。在處置廢水中同時(shí)含有汞及其他重金屬離子情。朱又春等在混凝法根底上與微電解過(guò)程分離 ,得出結(jié)論可使汞富集在污泥中 ,更有利于后續(xù)的混凝操作。

2. 3　離子交流法

大孔巰基離子交流劑對(duì)含汞廢水處置有很好的效果。樹(shù)脂上的巰基對(duì)汞離子有很強(qiáng)的吸附才能吸附在樹(shù)脂上的汞 ,可用濃鹽酸洗脫 ,定量回收。含汞廢水經(jīng)過(guò)處置后排出水含汞量可降至 0. 05mg/L以下。此外 ,采用選擇吸附汞的螯合樹(shù)脂處置含汞廢水也正在推行應(yīng)用。并獲得了一定效果。在大局部無(wú)機(jī)汞的離子交流處置技術(shù)中 ,首先需參加氯氣或次氯酸鹽或氯化物 ,以構(gòu)成帶負(fù)電荷的汞氯絡(luò)合物 ,然后用陰離子交流樹(shù)脂脫除。離子交流法主要用于處置背景氯化物含量較高的工業(yè)廢水。一些處置數(shù)據(jù)標(biāo)明 ,先經(jīng)初步處置再用離子交流法實(shí)行二級(jí)處置所得到的離子交流效果最佳 ,有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 3。

當(dāng)廢水中氯化物濃度不高時(shí) ,采用陽(yáng)離子交流樹(shù)脂是有效的。含巰基(R – SH) 的樹(shù)脂如聚硫苯乙烯對(duì)汞離子的吸附有很高的選擇性。硫羥樹(shù)脂在歐洲被普遍應(yīng)用于汞正離子的去除。其他高親和力的陽(yáng)離子樹(shù)脂有異硫脲鎓樹(shù)脂和甲胺酸酯型樹(shù)脂。據(jù)報(bào)道異硫脲鎓樹(shù)脂對(duì)無(wú)機(jī)汞和甲基汞都有效 ,而甲胺酸酯型樹(shù)脂對(duì)汞有極高的親和力和選擇性。不論是用來(lái)去除汞氯絡(luò)合物的陰離子樹(shù)脂 ,還是用來(lái)去除汞離子的陽(yáng)離子樹(shù)脂 ,它們處置無(wú)機(jī)汞的最低出水含量為 1～5μg/L。在中性或微酸性 pH值時(shí)采用二級(jí)處置可取得最有效的結(jié)果。

用離子交流纖維凈化含汞廢水的優(yōu)點(diǎn)是: (1)處置水質(zhì)高、處置后可使汞含量達(dá) 0. 005mg/L以下; (2)設(shè)備簡(jiǎn)單 ,離子交流纖維比外表積很大 ,可達(dá) 40 m2 /g。吸收汞的速度快 ,普通 20min就可均衡 ,減少了設(shè)備體積;(3) 沒(méi)有二次污染 ,離子交流纖維吸汞飽和后 ,能夠用酸液再生 ,再生液濃度比原來(lái)廢水要高 100倍以上[4] ,便于集中處置和應(yīng)用 ,纖維老化后 ,能夠燒掉纖維 ,回收汞鹽。

2. 4　吸附法

活性炭法能有效地吸附廢水中的汞 ,我國(guó)有些工廠已采用此法處置含汞廢水 ,但該辦法只適用于處置低濃度的含汞廢水。廢水含汞濃度高時(shí) ,可先實(shí)行一級(jí)處置 ,降低廢水中汞濃度后再用活性炭吸附。將含汞量 1～2mg/L以下的廢水經(jīng)過(guò)活性炭濾塔 ,排出水含汞量可降落至 0. 01～0. 05mg/L。回收汞后活性炭可再生并反復(fù)應(yīng)用。日本某生產(chǎn)制造蒽醌染料工廠的廢水中含汞量為50～60mg/L,先參加石灰水?dāng)嚢?、沉淀反?,在沉降槽中別離成沉淀和清液 ,經(jīng)過(guò)石灰沉淀法能夠除去96%的汞 ,清液中的含汞量降至 1～3mg/L,再將清液送入粒狀活性炭槽 ,吸附后廢水中含汞量能夠降至 0. 1～0. 01mg/L,廢水最后流入廢水處置場(chǎng) ,再稀釋 10～20倍后放掉?；钚蕴康奶幹眯Чc很多要素有關(guān) ,其中包括汞的初始形態(tài)和濃度、活性炭的用量和品種、pH控制值以及活性炭與含汞廢水的接觸時(shí)間等。增大活性炭用量以及增加接觸時(shí)間都能夠提升汞的去除率。

從表4數(shù)據(jù)可見(jiàn),活性炭對(duì)高濃度含汞廢水具有較高的去除率 （85%～99%） ;對(duì)低濃度汞的去除率固然并不高,但出水中汞含量最低。因而,活性炭處置初始汞含量小于 1μg/L的廢水,去除率固然低于70%,但出水汞含量卻可達(dá) 0. 25μg/L以下[5]。而同樣處置初始汞含量為 10～100μ g/L的廢水,汞去除率雖達(dá) 90%以上,但出水汞含量最高到達(dá) 20μg/L。有證據(jù)標(biāo)明當(dāng) pH值降至 2～4時(shí),汞去除率將有所升高。另一項(xiàng)研討中也察看到這種 pH效應(yīng),在含汞 10 g/L的廢水中參加 100mg/L的粉狀活性炭,當(dāng) pH值從 9降為 7時(shí),去除率從 50%升至 80%。在其他研討中,人們還選擇了其他物質(zhì)作為吸附劑[5],，采用 40%AlCl 3溶液改性過(guò)的膨潤(rùn)土在 pH值為 8～9下處置含汞廢水,出水汞含量0. 0351mg/L[6]。于瑞蓮 采用硫酸對(duì)自然膨潤(rùn)土改性后處置含汞廢水,pH值為 8條件下,去除率到達(dá) 97. 1%。研討了 TiO2 復(fù)合吸收劑對(duì)含汞廢水的處置,可將汞含量 100μg/L的水樣中汞離子到達(dá)97. 7%的去除率,吸附劑經(jīng)再生后能夠再應(yīng)用。

2. 5　復(fù)原法

無(wú)機(jī)汞離子經(jīng)復(fù)原可轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘俟?/span>,然后經(jīng)過(guò)過(guò)濾或其他技術(shù)實(shí)行別離。復(fù)原劑品種很多,包括鐵、鉍、錫、鎂、銅、錳、鋁、鉛、鋅、肼、氯化亞錫和硼氫化鈉。有關(guān)這些復(fù)原辦法的處置數(shù)據(jù)見(jiàn)表 5。固然文獻(xiàn)中關(guān)于復(fù)原法的討論很多,但實(shí)踐處置數(shù)據(jù)卻較少。復(fù)原法的主要優(yōu)點(diǎn)是汞能以金屬單質(zhì)的方式回收。

鐵和鋅較好,因其價(jià)錢(qián)低,溶液中損失少,反響速度較高。用鐵時(shí),pH值應(yīng)恰當(dāng),堿性大了會(huì)生成氧化鐵和氫氧化鐵沉淀,pH =6～9時(shí),汞回收量最多,pH值低于 5時(shí),發(fā)作氫氣,減少了有效面積;用鋅時(shí),pH=9～11為最好,在微堿性或酸性溶液中,鋅易于取代汞,可使含汞 1～400mg/L,pH =2～11的廢水經(jīng)處置后收到良好效果。鐵粉復(fù)原法是酸性介質(zhì)中 ,鐵粉與無(wú)機(jī)汞離子起氧化 -復(fù)原反響而釋放出汞 ,經(jīng)過(guò)濾后除去。用一步法處置含汞量為 450～600mg/L的廢水時(shí) ,用對(duì)應(yīng)于廢水質(zhì)量 2%的鐵粉處置后 ,含汞量可降到 0. 5～5. 0mg/L,去除率在 90%以上。二步法可將含汞量降到 0. 05mg/L。大約 40kg鐵粉,可去除 1kg汞。鋅粉復(fù)原法用于處置較高 pH值（9～11） 的含汞廢水效果最好。用 2mm粒徑鋅粒填充 10cm厚的復(fù)原濾床 ,含汞廢水經(jīng)過(guò)濾床過(guò)濾 13s,便可使廢水凈化到含汞 200μg/L,而在 110s內(nèi)可凈化到含汞5μg/L。鋁粉接觸法適用于處置含汞單一的廢水 ,當(dāng)鋁粉與汞離子接觸時(shí) ,汞離析和鋁生成鋁汞齊 （汞與鋁分離成的合金） ,附著于鋁粉外表 ,再將此鋁粉加熱合成即可得到汞。鋁粉添加量越多 ,除汞效率越高。采用填料過(guò)濾法比投加鋁粉效果較好 ,該法能使含汞廢水到達(dá)排放規(guī)范。

2. 6　過(guò)濾法

過(guò)濾法是采用鎂的有機(jī)物、玻璃柱、鐵屑等作濾料 ,經(jīng)過(guò)過(guò)濾去除廢水中的汞 ,脫汞效率在 80% ～90%之間。采用含鎂的無(wú)機(jī)礦物為過(guò)濾介質(zhì) ,含汞廢水按 120～200L/ m 2?min 的流速經(jīng)過(guò) 38cm厚的濾墊一次 ,脫汞率達(dá) 83%[7]。含氯化汞 2mg/L的廢水經(jīng)過(guò)內(nèi)裝玻璃珠（或砂礫）的玻璃柱 ,可除去 90%的氯化汞。含汞廢水經(jīng)過(guò)鐵屑填充層的外表 ,離解出的鐵離子使汞析出沉淀 ,但必需維持鐵屑填充層的外表一直不能變?yōu)檠趸F ,所以該法的缺陷是需求經(jīng)常酸洗外表層。

3.微生物法處置技術(shù)

微生物法與傳統(tǒng)的物理化學(xué)辦法相比 ,具有以下優(yōu)點(diǎn): (1 )高吸附率 ,高選擇性; ( 2)需處置的化學(xué)或生物污泥量少; (3)去除極低濃度重金屬離子的廢下液效率高; (4)適用 pH及溫度范圍寬; (5)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。它補(bǔ)償了現(xiàn)有工藝不能將污水中汞離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至 10- 9級(jí)的缺乏 ,遭到越來(lái)越多的注重。

3. 1　生物吸附法

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于用生物吸附技術(shù)處置含汞廢水的研討主要集中在純菌種的別離提取、基因工程菌的結(jié)構(gòu)、混合菌的培育等方面。以下將從不同菌種實(shí)行扼要引見(jiàn)。

(1)單一菌種。Necde S. 等對(duì) Phanerochaetechrysosposporium干細(xì)胞實(shí)行了研討 ,在溫度 25℃、pH值為 7的環(huán)境下 ,干細(xì)胞對(duì)汞含量為 5～500mg/L的溶液中無(wú)機(jī)汞、烷基汞的吸附才能到達(dá)最大值。從污染物中別離到一株細(xì)菌 ,該菌種可在 HgCl2含量 5～500mg/L的溶液中生長(zhǎng) ,而且汞去除量與菌體升長(zhǎng)同步 ,在溫度 30℃、pH值為 7的環(huán)境下 ,HgCl2含量為 30mg/L的水樣 ,培育 24h后 ,能夠到達(dá)汞的去除率為 91. 7%[8]。純菌種處置含汞廢水的瓶頸是其耐汞才能 ,純菌種耐受汞的才能普通是相當(dāng)?shù)偷?,固然干細(xì)胞能處置高達(dá) 500mg/L的含汞廢水 ,受含汞濃度、pH值的影響很小 ,但是干細(xì)胞沒(méi)有生物活性 ,不能擴(kuò)展培育。

（2）基因工程菌。用 pBR322為載體將假單胞菌 B - 33抗汞質(zhì)粒 pBH33的抗汞基因克隆至大腸桿菌。汞揮發(fā)實(shí)考證明 ,抗汞基因克隆株 C600 （pBH337）的去汞率是 C600的 3. 2倍。美國(guó)的 Wilson實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)構(gòu)建了一種能從很低濃度廢水中富集汞離子的基因工程菌 ,又比普通的生物吸附法行進(jìn)了一大步。目前在抗汞基因的研討上國(guó)內(nèi)外都加大了力度 ,提取抗汞質(zhì)粒 （Plasmid ）、轉(zhuǎn)座子 （Transposon） 、提取有機(jī)汞裂解酶和汞復(fù)原酶 ,用來(lái)結(jié)構(gòu)基因工程菌。固然在降解汞方面獲得了良好的效果 ,但是其復(fù)雜的技術(shù)請(qǐng)求和大量資金的投入限制了其工業(yè)化應(yīng)用。

（3 ）混合菌。在填充了易浸透物質(zhì)的生物反響器中將 6種汞復(fù)原菌混合培育或單個(gè)培育 ,發(fā)現(xiàn)前者的處置效果要優(yōu)于同等條件下的單種菌。單一菌種隨著汞濃度急劇升高 ,吸附汞的效率顯著提升 ,最終招致菌體內(nèi)汞濃度的劇增 ,從而加速菌種死亡;而混合菌不受汞濃度連續(xù)或者急劇升高的影響 ,一直堅(jiān)持著較高的汞降解率。固然混合菌在很多范疇中的作用已得到充沛證明,局部成果已勝利應(yīng)用。但存在著混合菌體系中不能有效地諧和菌間的關(guān)系使其達(dá)最佳生態(tài)狀態(tài)的問(wèn)題 ,這嚴(yán)重地障礙了混合菌培育的開(kāi)展和應(yīng)用。

3. 2　生物強(qiáng)化法

當(dāng)廢水中含有有毒、難降解的有機(jī)污染物時(shí) ,由于對(duì)該類有機(jī)物具有專項(xiàng)降解才能的微生物在環(huán)境中的品種和數(shù)量較少 ,傳統(tǒng)的生物處置技術(shù)效果不佳。假如在傳統(tǒng)的生物處置體系中投加具有特定功用的微生物或某些基質(zhì) ,加強(qiáng)它對(duì)特定污染物的降解才能,從而改善整個(gè)污水處置體系的處置效果 ,這種技術(shù)稱為生物強(qiáng)化技術(shù)。

(1 )細(xì)胞的固定化。固定化微生物技術(shù)克制了生物細(xì)胞太小、與水溶液別離較難、易形成二次污染的缺陷,具有穩(wěn)定性強(qiáng)、效率高、能純化和堅(jiān)持菌種高效的優(yōu)點(diǎn)。具有寬廣的應(yīng)用前景。其主要辦法有:無(wú)載體固定化法、包埋法、交聯(lián)法、載體分離法等 。

對(duì)經(jīng)褐藻酸鈣包裹 的Phanerochaete chrysosporium菌吸附汞實(shí)行了研討,在 pH值 5. 0～6. 0范圍 ,溫度在 35℃左右時(shí) ,汞的處置量到達(dá)最大值。同時(shí)以為 ,由于在死菌體四周更易于構(gòu)成胞外多聚物 ,使吸附才能加強(qiáng)。汞對(duì)活細(xì)胞有毒害作用 ,能抑止細(xì)胞對(duì)金屬離子的生物積聚過(guò)程。將藍(lán)綠色假單胞桿菌的死細(xì)胞實(shí)行固定化,經(jīng)過(guò)磷酸鈉浸泡 ,最大處置量到達(dá)每克干細(xì)胞能吸附 400mg汞。并猜想可能是由于磷酸鈉改動(dòng)了微生物的官能團(tuán) ,也有可能磷酸鈉能有效地維持最佳 pH值[9]。

2 投菌活性污泥法。這是近年國(guó)外開(kāi)展起來(lái)的技術(shù) ,該法是將具有強(qiáng)活性的細(xì)菌投入到曝氣池中 ,使曝氣池混合液內(nèi)的各種細(xì)菌處于最佳活性狀態(tài)。這在造紙廢水和焦化廢水處置范疇有勝利的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)投加苯酚降解菌處置焦化廢水中的苯酚 ,使苯酚的去除率穩(wěn)定在 95% ～100%,而沒(méi)有實(shí)行生物強(qiáng)化的對(duì)照組 ,苯酚的去除率開(kāi)端很高 ,但很快降到 40%左右。應(yīng)用直接投加特效降解微生物的辦法 ,勝利地處置了造紙廠廢水中的樹(shù)脂酸。雖然如此 ,但尚未見(jiàn)投菌活性污泥法用于處置含汞廢水的報(bào)道 ,從研討機(jī)理和處置技術(shù)上剖析 ,投菌活性污泥法應(yīng)用于含汞廢水處置是可行的。有許多微生物對(duì)重金屬汞具有抗性及降解性,(主要起作用的是細(xì)胞中的遺傳物質(zhì) 質(zhì)?；蜣D(zhuǎn)座子)上的抗性基因 ,由于抗性基因編碼的金屬解毒酶催化 ,使高毒性金屬轉(zhuǎn)化成為低毒形態(tài)。有研討發(fā)現(xiàn)細(xì)菌含有的兩種誘導(dǎo)酶 （有機(jī)汞裂解酶和汞復(fù)原酶） ,對(duì)甲基汞具有降解和復(fù)原作用。有機(jī)汞裂解酶能裂解碳 -汞鍵 ,經(jīng)過(guò)汞復(fù)原酶把汞離子轉(zhuǎn)化成弱毒性及揮發(fā)性的元素汞[10]。也有實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，投加的菌株可以與活性污泥系統(tǒng)疾速分離成為一個(gè)整體 ,在系統(tǒng)中成為優(yōu)勢(shì)菌株 ,使活性污泥活性顯著提升投入活性污泥系統(tǒng)中的菌株與活性污泥的分離是一個(gè)自然絮凝的過(guò)程 ,該過(guò)程的時(shí)間與微生物的品種及活性污泥的性質(zhì)有關(guān)。因而可把對(duì)二價(jià)汞具有特殊降解才能的菌種投加到活性污泥中 ,改善生長(zhǎng)環(huán)境及培育條件 ,使其成為優(yōu)勢(shì)菌種。這樣 ,不但投入了曝氣池內(nèi)所短少的細(xì)菌 ,而且使微生物順應(yīng)性加強(qiáng) ,提升了污水處置廠的處置效果。

4.廢水處置技術(shù)的問(wèn)題與瞻望

傳統(tǒng)物理和化學(xué)辦法有其優(yōu)點(diǎn) ,也有局限性其中離子交流法、鐵鹽或明礬混凝法及活性炭吸附法能將含汞量將至 3μg/L以下 ,采用硫化物沉淀加混凝的傳統(tǒng)沉淀法時(shí) ,出水汞含量能夠控制在 10～20μg/L范圍內(nèi)。其他一些辦法 ,特別是供小范圍處置的復(fù)原法 ,也可得到較低的出水汞濃度。而在微生物處置辦法中 ,自然構(gòu)成的菌種耐汞才能十分差 ,只能處置含汞濃度低的廢水。但從自然界中別離取得的汞復(fù)原菌種 ,能提升其抗汞才能 ,或者構(gòu)建基因工程菌加強(qiáng)其抗汞性 ,然后將高效菌種添加到活性污泥中 ,使其成為優(yōu)勢(shì)菌種并絮凝 ,同時(shí)到達(dá)馴化活性污泥的目的。目前 ,投菌活性污泥法在廢水處置中的應(yīng)用范圍在逐步擴(kuò)展 ,同時(shí)獲得了很好的效果。但未見(jiàn)其用于含汞廢水的處置 ,問(wèn)題在于: (1)投加的菌株能否在短時(shí)間內(nèi)與活性污泥系統(tǒng)分離 ,并且成為優(yōu)勢(shì)菌種 ,這方面可思索改動(dòng)菌種生長(zhǎng)條件 ,使對(duì)汞具有降解才能的菌種成為優(yōu)勢(shì)菌種; (2)菌體流失問(wèn)題 ,用固定化技術(shù)及菌種間的自然絮凝能夠使菌體流失問(wèn)題得到改善; (3)甲基汞的劇毒性會(huì)毀壞活性污泥系統(tǒng)的均衡 ,可思索逐步提升汞離子的濃度 ,加強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)其耐受才能。在含汞廢水處置方面 ,假如能有效的處理上述問(wèn)題 ,投菌活性污泥法將會(huì)成為一種十分可行的辦法。

同時(shí)，無(wú)論采取何種技術(shù)，無(wú)論效率上下，但都是在含汞工業(yè)廢水產(chǎn)生之后采取的應(yīng)對(duì)措施，最關(guān)鍵的應(yīng)是減少含汞廢水中的濃度。因而，必需實(shí)行生產(chǎn)制造工藝的變革，做到生產(chǎn)制造過(guò)程中不用汞或少用汞，降低汞的排放量，其次才是對(duì)含汞廢水實(shí)行回收和恰當(dāng)處置。

5. 熄滅脫汞

5.1 熄滅脫汞技術(shù)

大氣汞污染處置技術(shù)主要在燃煤技術(shù)中汞的去除研討比擬多。從目前汞的控制排放技術(shù)研討來(lái)看，主要集中在三個(gè)方面熄滅前脫汞、熄滅中脫汞和熄滅后脫汞。其中以熄滅后脫汞技術(shù)的研討最為普遍。

熄滅前脫汞是一種新的污染防治戰(zhàn)略，它的主要手腕是經(jīng)過(guò)浮選法除去原煤中的局部汞，阻止汞進(jìn)入熄滅過(guò)程。它是一種物理清洗技術(shù)，是樹(shù)立在煤粉中有機(jī)物質(zhì)與無(wú)機(jī)物質(zhì)的密度不同及它們的有機(jī)親和性不同的根底上。普通說(shuō)來(lái)，汞與其他礦物質(zhì)相似，主要存在于無(wú)機(jī)物質(zhì)中。在洗選時(shí)汞會(huì)大量富集在浮選廢渣中，從而起到了除去煤中汞的作用。

目前，有關(guān)熄滅過(guò)程中脫除汞的研討很少。熄滅中脫汞研討較少，主要經(jīng)過(guò)改良反響釜和控制適宜的熄滅溫度使汞構(gòu)成易于捕集的形態(tài)。

熄滅后脫汞主要是經(jīng)過(guò)改良現(xiàn)有的污染控制設(shè)備的操作來(lái)完成排放，主要包括飛灰再注入、活性炭吸附劑注入、鈣吸附劑注入等。

飛灰對(duì)汞的吸附主要經(jīng)過(guò)以下途徑：物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)反響以及三者的分離。燃煤產(chǎn)生的飛灰能吸附煙氣中的汞，飛灰是影響煙氣中汞的形態(tài)散布的一個(gè)重要要素。通常添加活性炭會(huì)提升飛灰中的碳含量。雖然目前學(xué)術(shù)界分歧以為飛灰顆粒能捕捉氣相汞，但對(duì)飛灰吸附汞的機(jī)理并沒(méi)有很好的熟習(xí)。

活性炭對(duì)汞、砷、硒的吸附是一個(gè)多元化的過(guò)程，它包括吸附、凝聚、擴(kuò)散以及化學(xué)反響等過(guò)程，與吸附劑自身的物理性質(zhì)、溫度、煙氣氣體成分、停留時(shí)間、煙氣中痕量元素濃度、活性炭與痕量元素的比例等要素有關(guān)?；钚蕴繉?duì)汞的捕捉率與活性炭噴入速率成正比，煙氣中的SO2和NOX對(duì)活性炭捕捉汞的影響，SO2濃度增加時(shí)，活性炭對(duì)兩種形態(tài)的汞捕捉效率都會(huì)降低，而NOX會(huì)降低活性炭對(duì)單質(zhì)汞的捕捉率。吸附溫度為25℃時(shí)純活性炭的吸附才能最大，150℃時(shí)注硫活性炭的吸附才能比純活性炭大大加強(qiáng)了。此外，煙氣中汞去除還與炭汞比例有關(guān)。

盛志明等人2004年冬季在湖南地域?qū)Υ髿庵袣鈶B(tài)元素汞實(shí)行了大范圍的活動(dòng)監(jiān)測(cè)調(diào)查，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)電廠散布地域及東部汞采冶加工地域，實(shí)測(cè)采用石灰-石膏法脫硫電廠的燃煤汞均衡，評(píng)價(jià)了汞去除效果，結(jié)果標(biāo)明，燃煤中的汞大約20%留在灰渣中，石灰-石膏脫去約20%，約59%的汞經(jīng)過(guò)煙氣排放到空氣中，闡明采用石灰-石膏法實(shí)行煙氣脫硫?qū)Τ休^明顯效果。國(guó)外較好的廢氯化汞觸媒汞回收辦法是：氯化揮發(fā)-焙燒，以HgCl2方式回收汞。該辦法在100-300℃以氯氣氧化除去廢觸媒中有機(jī)化合物并將可能存在的金屬汞氧化，然后在300-400℃焙燒，從氣相回收，汞回收率可達(dá)97%-98%，汞揮發(fā)率高，廢觸媒含氯化汞可從處置前的4%左右降四處理后的0.05%左右，缺陷是設(shè)備必需采用特殊防腐資料，投資、運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)高。

5.2含汞廢氣的管理技術(shù)

含汞廢氣的凈化辦法有冷凝法、吸收法、吸附法、氣相反響法、電子射線法及結(jié)合法等。假設(shè)含汞廢氣濃度較高，則宜先用冷凝法實(shí)行預(yù)處置，由于冷凝后氣相中仍有相當(dāng)數(shù)量的汞，還需求用其他辦法如吸收、吸附等手腕加以凈化。

常用的液體吸收劑有高錳酸鉀、漂白粉、次氯酸鈉等；常用的固體吸附劑有活性炭、焦炭、分子篩、樹(shù)脂及活性氧化鋁、玻璃絲等。氣相反響法是用某種氣體與含汞廢氣產(chǎn)生氣體化學(xué)反響來(lái)消弭汞。最常用的主要是碘化升華法。行將結(jié)晶碘法在汞作業(yè)室內(nèi)加熱蒸發(fā)或自然升華，構(gòu)成的碘蒸汽與室內(nèi)的汞蒸汽反響，生成不易揮發(fā)的碘化汞，用水沖刷即可消弭剩余汞。

應(yīng)用植物來(lái)降低含汞廢氣是繼物理、化學(xué)辦法后的一種新辦法，植物體經(jīng)過(guò)對(duì)汞廢氣的吸收、遷移、散布、蓄積及轉(zhuǎn)化過(guò)程使廢氣中汞濃度降低。植物不只可以美化環(huán)境，還是降汞的好資料。