工業廢水中汞及大氣汞污染的處理技術
本(ben)技術參考文件組織策(ce)劃人：所 長(chang)： 蔡固平 副(fu)所長(chang)：盛志明
技(ji)術資(zi)料提供及主(zhu)要完成人：科研組長： 陳定祥 全義(yi)成 霍顏(yan)達
編輯(ji)人：馮元麗 ; 編輯(ji)完成時(shi)間：2010年09月(yue)
摘要:某些生(sheng)產過程產生(sheng)的工(gong)業廢水,含有有毒的汞及其化合物,本文對廢水中各類(lei)汞的處(chu)理(li)技(ji)術進行(xing)了總結,包括物理(li)化學法和(he)微生(sheng)物法的工(gong)藝(yi)和(he)機(ji)理(li),后者在處(chu)理(li)含汞工(gong)業廢水方面具有發(fa)展(zhan)優勢(shi),具有較好的發(fa)展(zhan)前景。
關鍵詞:汞 工業廢水 生物吸附 大氣污染 燃(ran)燒脫汞
Abstract:Mercury and their compounds are toxic substance which exist in industrial sewage. This papersummarized the treatment technology of mercury - containing sewage. The traditional physical and chemicalmethods and bio - technology are introduced, and the bio - technology is a potentialway to deal with mercury- containing industrial sewage.
Key words:mercury industrial sewage biosorption
引言
目前，工(gong)業廢(fei)水和城市(shi)生活(huo)廢(fei)水是(shi)我國水環境污染(ran)(ran)(ran)的(de)污染(ran)(ran)(ran)源之一，尤其是(shi)隨著生產規模的(de)不斷擴大及工(gong)業技術的(de)飛速發展，含有重金(jin)屬的(de)有機廢(fei)水的(de)污染(ran)(ran)(ran)源日益增多(duo)。汞離(li)(li)子(zi)便是(shi)其中之一，所以必須盡可能的(de)除去汞離(li)(li)子(zi)。
1.汞的毒性以及汞污染物在工業生產中的產生
汞(gong)是(shi)一種(zhong)銀白色的(de)(de)液體金屬 ,汞(gong)及其化合物都是(shi)有毒(du)物質 ,可(ke)以(yi)通過各種(zhong)途徑侵入人(ren)(ren)(ren)體 ,它(ta)的(de)(de)毒(du)性是(shi)累積(ji)(ji)的(de)(de) ,其中(zhong)(zhong)無機汞(gong)主要(yao)積(ji)(ji)聚于內臟(zang) ,少量積(ji)(ji)聚于腦髓、皮膚和人(ren)(ren)(ren)體的(de)(de)其他(ta)部(bu)分。在一般(ban)情況下多為慢性中(zhong)(zhong)毒(du) ,汞(gong)主要(yao)影響人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)中(zhong)(zhong)樞神經(jing)。含汞(gong)達 0. 0～0. 02mg/L的(de)(de)水(shui)能使(shi)魚類中(zhong)(zhong)毒(du) ,達 0. 03mg/L能使(shi)水(shui)生蟲類中(zhong)(zhong)毒(du) ,而人(ren)(ren)(ren)飲用含汞(gong) 50mg/L的(de)(de)水(shui)會中(zhong)(zhong)毒(du)致死[1]。
由于汞(gong)具有一些特(te)殊(shu)的(de)物理(li)、化學性(xing)能 ,所以廣泛的(de)應用(yong)在(zai)化工(gong)和石油化學工(gong)業(ye)、制藥(yao)、紙漿造紙電器電子儀(yi)表等(deng)工(gong)業(ye)部門(men)。汞(gong)及其化合物會以 "三廢 "特(te)別(bie)是廢水(shui)形(xing)式(shi)進入環境 ,成為重要的(de)污(wu)染物之一。
2.物理和化學處理技術
含汞廢(fei)水的(de)危(wei)害早已被(bei)人們所認識 ,并且開發了(le)很多方法(fa)(fa)進行處理。但大部分文獻中的(de)處理數據是實驗室或中試研究的(de)結果。每種處理技術(shu)的(de)效果和經(jing)濟性(xing)與多種因素有(you)關 ,如(ru)汞的(de)化學(xue)(xue)性(xing)質、初始汞濃度、廢(fei)水中與汞共存的(de)其他成分 ,以及要達到的(de)汞去除率等。常用(yong)的(de)處理技術(shu)有(you)化學(xue)(xue)沉(chen)淀法(fa)(fa) 、混(hun)凝法(fa)(fa) 、離(li)子交換法(fa)(fa) 、吸附法(fa)(fa) 、還原法(fa)(fa) 、羊毛吸、附法(fa)(fa)等。
2. 1 化學沉淀法
含汞廢(fei)水中加入硫(liu)(liu)(liu)化鈉處理 ,由于(yu)Hg與(yu)S有(you)強(qiang)烈的親(qin)和力 ,能(neng)(neng)生成溶(rong)度積小(xiao)的硫(liu)(liu)(liu)化汞而從溶(rong)液中除去(qu)。所以(yi)硫(liu)(liu)(liu)化物沉淀(dian)(dian)法(fa)是最(zui)常用的一種(zhong)(zhong)沉淀(dian)(dian)處理法(fa)。沉淀(dian)(dian)法(fa)可與(yu)絮(xu)凝、重(zhong)力沉降、過(guo)濾(lv)或溶(rong)氣浮選等(deng)分(fen)離過(guo)程(cheng)相結合(he)。這些后續(xu)操作可增加硫(liu)(liu)(liu)化汞沉淀(dian)(dian)的去(qu)除效(xiao)果 ,但不能(neng)(neng)提高溶(rong)解汞本(ben)身的沉淀(dian)(dian)效(xiao)率。表 1列出了硫(liu)(liu)(liu)化汞沉淀(dian)(dian)法(fa)的各種(zhong)(zhong)數據。
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當(dang)初始汞濃度較高時 ,硫(liu)化汞沉(chen)(chen)淀(dian)法可(ke)以達到99. 9%以上的去除率。但(dan)即使經過(guo)濾或活性(xing)炭深度處(chu)(chu)理 ,出(chu)水(shui)中汞的最(zui)低(di)(di)含量也有 10～20 g/L。在不(bu)(bu)增加硫(liu)化物(wu)(wu)用量前(qian)提(ti)下 ,在中性(xing) pH值范圍內沉(chen)(chen)淀(dian)效(xiao)果最(zui)佳 ,當(dang) pH值 >9時沉(chen)(chen)淀(dian)效(xiao)率急劇(ju)降(jiang)低(di)(di)[2]。除了不(bu)(bu)能把汞含量降(jiang)至 10 g/L以下的缺(que)點(dian)外 ,該法還有其(qi)他不(bu)(bu)足(zu)之處(chu)(chu): （1） 在硫(liu)化物(wu)(wu)過(guo)量較多(duo)時會形成可(ke)溶(rong)性(xing)汞硫(liu)絡合物(wu)(wu); （2）硫(liu)化物(wu)(wu)過(guo)量程度的監測(ce)較困難; （3） 處(chu)(chu)理后出(chu)水(shui)的殘余硫(liu)會產生污(wu)染問題
硫化物沉淀法反應式及溶度積如下:
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、明礬二步處理汞含量為25mg/L的廢水 ,處理后排出水汞的含量可降至0. 006～0. 05mg/L。其方法原理為:
NaHS +H 2O→H 2S+NaOH
Hg2+ +S2- →HgS↓
2KAl (SO4 )2 →K2(SO4 )+Al2 (SO4)3
Al 3++3OH- →Al(OH) 3↓
由(you)于產生(sheng)共沉(chen)淀 ,故加入明礬可提高(gao)沉(chen)淀效率硫(liu)化物沉(chen)淀法處理所引起的環境問題(ti)是富汞(gong)沉(chen)淀污(wu)泥的不(bu)斷積累 ,這種污(wu)泥或者以環境可接受(shou)的方式處置 ,或者進一(yi)步用以回收汞(gong)。
2. 2 混凝法
用(yong)(yong)(yong)混(hun)凝(ning)法(fa)對多種廢(fei)水(shui)(shui)進行脫汞(gong)(gong)(gong)處(chu)理(li)(li) ,所用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)混(hun)凝(ning)劑包括硫酸鋁 明(ming)(ming)礬(fan) 、鐵鹽(yan)(yan)(yan)及石灰。在(zai)混(hun)凝(ning)法(fa)除汞(gong)(gong)(gong)的(de)(de)研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong) ,先在(zai)生活污水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)加入 50～60 μg/L的(de)(de)無(wu)機汞(gong)(gong)(gong) ,然后用(yong)(yong)(yong)鐵鹽(yan)(yan)(yan)或明(ming)(ming)礬(fan)聚(ju)集并過(guo)濾,兩種方法(fa)都可使含汞(gong)(gong)(gong)量(liang)(liang)降低 94% ～98%。用(yong)(yong)(yong)石灰混(hun)凝(ning)劑處(chu)理(li)(li)500 μg/L的(de)(de)高濃度(du)含汞(gong)(gong)(gong)廢(fei)水(shui)(shui) ,過(guo)濾后汞(gong)(gong)(gong)的(de)(de)去除率為(wei)(wei)70%。某(mou)工(gong)廠中(zhong)(zhong)試比較(jiao)了(le)明(ming)(ming)礬(fan)和鐵鹽(yan)(yan)(yan)對無(wu)機汞(gong)(gong)(gong)和甲基汞(gong)(gong)(gong)的(de)(de)處(chu)理(li)(li)效果 ,結果表明(ming)(ming)鐵鹽(yan)(yan)(yan)能有效地除去汞(gong)(gong)(gong)。另(ling)一項研(yan)究(jiu)結果也(ye)報道了(le)類似(si)的(de)(de)結果 ,此外還(huan)發現即(ji)使混(hun)凝(ning)劑用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)增加到 100～150mg/L,也(ye)不能改善(shan)汞(gong)(gong)(gong)的(de)(de)去除效果。表 2列出(chu)了(le)混(hun)凝(ning)法(fa)的(de)(de)處(chu)理(li)(li)數據(ju)[3]。明(ming)(ming)礬(fan)處(chu)理(li)(li)后汞(gong)(gong)(gong)的(de)(de)出(chu)水(shui)(shui)含量(liang)(liang)為(wei)(wei) 1. 5～102 μg/L,鐵鹽(yan)(yan)(yan)處(chu)理(li)(li)后則為(wei)(wei) 0. 5～12. 8 μg/L。但當初始汞(gong)(gong)(gong)濃度(du)較(jiao)低時 ,明(ming)(ming)礬(fan)和鐵鹽(yan)(yan)(yan)的(de)(de)混(hun)凝(ning)處(chu)理(li)(li)效果相(xiang)似(si) ,此時汞(gong)(gong)(gong)的(de)(de)出(chu)水(shui)(shui)含量(liang)(liang)較(jiao)低 ,為(wei)(wei) 0. 5～5. 0 μg/L。
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用明礬處理含(han)汞廢(fei)水的優(you)點是節省費(fei)用 ,相(xiang)當于硫化(hua)鈉法(fa)的 1/3,操作簡單 ,沉降(jiang)速度快,含(han)汞廢(fei)水中(zhong)(zhong)含(han)汞量經處理后(hou)可(ke)下降(jiang)至 0. 02～0. 03mg/L,但此法(fa)對(dui)濃度較高、水質(zhi)較清的含(han)汞廢(fei)水 ,其(qi)效果不(bu)如硫化(hua)鈉法(fa)。在處理廢(fei)水中(zhong)(zhong)同(tong)時(shi)含(han)有汞及(ji)其(qi)他重金屬離子情。朱又春等在混(hun)凝法(fa)基礎上(shang)與微電解過(guo)程結合(he) ,得出結論可(ke)使汞富集在污泥中(zhong)(zhong) ,更有利于后(hou)續(xu)的混(hun)凝操作。
2. 3 離子交換法
大(da)孔巰基離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)劑對含汞(gong)廢(fei)(fei)(fei)水處(chu)(chu)理(li)(li)有(you)(you)很好的(de)效(xiao)果(guo)。樹脂上的(de)巰基對汞(gong)離(li)(li)子(zi)有(you)(you)很強(qiang)的(de)吸附(fu)能力吸附(fu)在(zai)樹脂上的(de)汞(gong) ,可用(yong)濃鹽(yan)酸洗脫 ,定(ding)量回收(shou)。含汞(gong)廢(fei)(fei)(fei)水經過處(chu)(chu)理(li)(li)后排出水含汞(gong)量可降至 0. 05mg/L以下。此(ci)外 ,采用(yong)選擇吸附(fu)汞(gong)的(de)螯合(he)樹脂處(chu)(chu)理(li)(li)含汞(gong)廢(fei)(fei)(fei)水也正在(zai)推廣應用(yong)。并取得(de)了一定(ding)效(xiao)果(guo)。在(zai)大(da)部分無機汞(gong)的(de)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)處(chu)(chu)理(li)(li)技術中(zhong) ,首先需加入(ru)氯(lv)(lv)氣(qi)或次氯(lv)(lv)酸鹽(yan)或氯(lv)(lv)化(hua)物 ,以形成帶負電荷的(de)汞(gong)氯(lv)(lv)絡合(he)物 ,然后用(yong)陰離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹脂脫除。離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)法主(zhu)要用(yong)于處(chu)(chu)理(li)(li)背景(jing)氯(lv)(lv)化(hua)物含量較高的(de)工業廢(fei)(fei)(fei)水。一些處(chu)(chu)理(li)(li)數(shu)據表明 ,先經初步處(chu)(chu)理(li)(li)再用(yong)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)法進行二級處(chu)(chu)理(li)(li)所得(de)到的(de)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)效(xiao)果(guo)最佳 ,有(you)(you)關數(shu)據見表 3。
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當(dang)廢水(shui)中氯(lv)化物(wu)濃(nong)度(du)不(bu)高(gao)時 ,采用(yong)陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交換樹脂(zhi)(zhi)(zhi)是有(you)效的(de)(de)(de)。含(han)(han)巰基(ji)(R – SH) 的(de)(de)(de)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)如聚硫苯乙(yi)烯對(dui)(dui)(dui)汞(gong)(gong)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)吸附有(you)很高(gao)的(de)(de)(de)選擇性(xing)(xing)(xing)。硫羥樹脂(zhi)(zhi)(zhi)在(zai)歐洲被(bei)廣泛(fan)應用(yong)于汞(gong)(gong)正離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)。其他高(gao)親(qin)和(he)力(li)的(de)(de)(de)陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)有(you)異硫脲鎓(weng)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)和(he)甲(jia)胺(an)(an)酸(suan)酯(zhi)型(xing)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)。據報道異硫脲鎓(weng)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)對(dui)(dui)(dui)無機汞(gong)(gong)和(he)甲(jia)基(ji)汞(gong)(gong)都有(you)效 ,而(er)甲(jia)胺(an)(an)酸(suan)酯(zhi)型(xing)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)對(dui)(dui)(dui)汞(gong)(gong)有(you)極高(gao)的(de)(de)(de)親(qin)和(he)力(li)和(he)選擇性(xing)(xing)(xing)。不(bu)管(guan)是用(yong)來去(qu)(qu)除(chu)汞(gong)(gong)氯(lv)絡合物(wu)的(de)(de)(de)陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)樹脂(zhi)(zhi)(zhi) ,還是用(yong)來去(qu)(qu)除(chu)汞(gong)(gong)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)樹脂(zhi)(zhi)(zhi) ,它們(men)處(chu)理(li)無機汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)最低(di)出水(shui)含(han)(han)量為 1～5μg/L。在(zai)中性(xing)(xing)(xing)或微酸(suan)性(xing)(xing)(xing) pH值(zhi)時采用(yong)二級處(chu)理(li)可獲(huo)得最有(you)效的(de)(de)(de)結果。
用離(li)子(zi)交(jiao)(jiao)換纖維(wei)凈化含汞廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的優點是: (1)處理(li)水(shui)(shui)(shui)質高、處理(li)后可使(shi)汞含量達 0. 005mg/L以下; (2)設(she)備(bei)簡單 ,離(li)子(zi)交(jiao)(jiao)換纖維(wei)比表面積很大(da) ,可達 40 m2 /g。吸(xi)收汞的速度快 ,一般(ban) 20min就可平衡 ,縮(suo)小了設(she)備(bei)體積;(3) 沒有(you)二(er)次污(wu)染 ,離(li)子(zi)交(jiao)(jiao)換纖維(wei)吸(xi)汞飽和后 ,可以用酸液再生 ,再生液濃度比原(yuan)來(lai)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)要高 100倍以上[4] ,便于集中處理(li)和利用 ,纖維(wei)老(lao)化后 ,可以燒(shao)掉纖維(wei) ,回收汞鹽(yan)。
2. 4 吸附法
活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)法(fa)(fa)能有效(xiao)地吸(xi)附(fu)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)汞(gong) ,我(wo)國有些(xie)工(gong)廠(chang)已采用此(ci)法(fa)(fa)處理(li)含(han)(han)汞(gong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui) ,但(dan)該方法(fa)(fa)只適用于(yu)處理(li)低濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)汞(gong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)。廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)含(han)(han)汞(gong)濃(nong)度(du)(du)高(gao)時 ,可(ke)先進行一級處理(li) ,降(jiang)低廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)汞(gong)濃(nong)度(du)(du)后再(zai)用活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)。將含(han)(han)汞(gong)量(liang)(liang) 1～2mg/L以(yi)(yi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)通過活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)濾塔(ta) ,排出水(shui)(shui)含(han)(han)汞(gong)量(liang)(liang)可(ke)下(xia)降(jiang)至(zhi) 0. 01～0. 05mg/L。回(hui)收汞(gong)后活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)可(ke)再(zai)生并重復(fu)利用。日(ri)本某生產蒽醌染料工(gong)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)含(han)(han)汞(gong)量(liang)(liang)為50～60mg/L,先加入(ru)石灰水(shui)(shui)攪拌、沉淀(dian)反(fan)應 ,在沉降(jiang)槽(cao)(cao)中(zhong)(zhong)分離成沉淀(dian)和清(qing)液 ,通過石灰沉淀(dian)法(fa)(fa)可(ke)以(yi)(yi)除去96%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)汞(gong) ,清(qing)液中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)汞(gong)量(liang)(liang)降(jiang)至(zhi) 1～3mg/L,再(zai)將清(qing)液送入(ru)粒(li)狀(zhuang)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)槽(cao)(cao) ,吸(xi)附(fu)后廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)含(han)(han)汞(gong)量(liang)(liang)可(ke)以(yi)(yi)降(jiang)至(zhi) 0. 1～0. 01mg/L,廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)最后流入(ru)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)處理(li)場 ,再(zai)稀釋 10～20倍后放掉。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理(li)效(xiao)果與很多因素有關(guan) ,其(qi)中(zhong)(zhong)包括(kuo)汞(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)初始形態和濃(nong)度(du)(du)、活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)用量(liang)(liang)和種類(lei)、pH控制值以(yi)(yi)及活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)與含(han)(han)汞(gong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)接觸(chu)時間(jian)等(deng)。增(zeng)大(da)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)用量(liang)(liang)以(yi)(yi)及增(zeng)加接觸(chu)時間(jian)都可(ke)以(yi)(yi)提高(gao)汞(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除率。
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從(cong)表 4數據(ju)可(ke)見(jian),活(huo)性(xing)(xing)炭對高(gao)濃(nong)度含(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)具(ju)有(you)較高(gao)的(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv) （85%～99%） ;對低(di)(di)濃(nong)度汞(gong)(gong)(gong)的(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv)雖然(ran)(ran)并(bing)不高(gao),但(dan)(dan)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)汞(gong)(gong)(gong)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)最低(di)(di)。因(yin)此(ci),活(huo)性(xing)(xing)炭處理(li)初始汞(gong)(gong)(gong)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)小(xiao)于(yu)(yu) 1μg/L的(de)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui),去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv)雖然(ran)(ran)低(di)(di)于(yu)(yu)70%,但(dan)(dan)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)汞(gong)(gong)(gong)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)卻可(ke)達(da) 0. 25μg/L以(yi)下[5]。而同樣處理(li)初始汞(gong)(gong)(gong)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei) 10～100μ g/L的(de)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui),汞(gong)(gong)(gong)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv)雖達(da) 90%以(yi)上,但(dan)(dan)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)汞(gong)(gong)(gong)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)最高(gao)達(da)到(dao) 20μg/L。有(you)證據(ju)表明(ming)當(dang) pH值(zhi)降至 2～4時,汞(gong)(gong)(gong)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv)將(jiang)有(you)所升高(gao)。另一項(xiang)研究(jiu)中(zhong)也觀察到(dao)這種 pH效應(ying),在含(han)(han)汞(gong)(gong)(gong) 10 g/L的(de)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)加入 100mg/L的(de)粉狀活(huo)性(xing)(xing)炭,當(dang) pH值(zhi)從(cong) 9降為(wei) 7時,去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv)從(cong) 50%升至 80%。在其他研究(jiu)中(zhong),人們(men)還選(xuan)擇了其他物質作為(wei)吸附劑(ji)[5],，采用 40%AlCl 3溶液改性(xing)(xing)過的(de)膨(peng)(peng)潤土(tu)在 pH值(zhi)為(wei) 8～9下處理(li)含(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui),出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)汞(gong)(gong)(gong)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)0. 0351mg/L[6]。于(yu)(yu)瑞蓮 采用硫酸對天然(ran)(ran)膨(peng)(peng)潤土(tu)改性(xing)(xing)后(hou)處理(li)含(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui),pH值(zhi)為(wei) 8條件下,去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv)達(da)到(dao) 97. 1%。研究(jiu)了 TiO2 復合(he)吸收劑(ji)對含(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)處理(li),可(ke)將(jiang)汞(gong)(gong)(gong)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang) 100μg/L的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)樣中(zhong)汞(gong)(gong)(gong)離子(zi)達(da)到(dao)97. 7%的(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv),吸附劑(ji)經再(zai)生后(hou)可(ke)以(yi)再(zai)利用。
2. 5 還原法
無機汞離(li)子經還(huan)原可轉變為金(jin)(jin)屬汞,然后通過(guo)(guo)過(guo)(guo)濾(lv)或其他技術進行分(fen)離(li)。還(huan)原劑(ji)種類很多,包括(kuo)鐵(tie)、鉍、錫、鎂、銅、錳、鋁、鉛、鋅、肼(jing)、氯化亞(ya)錫和硼(peng)氫化鈉(na)。有關(guan)這些(xie)還(huan)原方法的(de)(de)處理數據(ju)見表 5。雖然文(wen)獻中關(guan)于還(huan)原法的(de)(de)討論很多,但(dan)實際處理數據(ju)卻較少。還(huan)原法的(de)(de)主(zhu)要優點是汞能以金(jin)(jin)屬單質的(de)(de)形式回收。
鐵(tie)和(he)鋅較(jiao)(jiao)好(hao)(hao),因其價(jia)格(ge)低(di),溶(rong)液(ye)中損失少(shao),反應速度較(jiao)(jiao)高(gao)。用(yong)鐵(tie)時(shi),pH值應適當,堿性大了(le)會生成(cheng)氧(yang)化(hua)鐵(tie)和(he)氫(qing)氧(yang)化(hua)鐵(tie)沉淀(dian),pH =6～9時(shi),汞(gong)(gong)(gong)回(hui)收量(liang)最(zui)多(duo),pH值低(di)于(yu)(yu) 5時(shi),發生氫(qing)氣,減少(shao)了(le)有效(xiao)面積;用(yong)鋅時(shi),pH=9～11為(wei)最(zui)好(hao)(hao),在微堿性或酸(suan)性溶(rong)液(ye)中,鋅易于(yu)(yu)取代汞(gong)(gong)(gong),可使(shi)含(han)(han)(han)(han)汞(gong)(gong)(gong) 1～400mg/L,pH =2～11的(de)廢水經處理(li)后收到良好(hao)(hao)效(xiao)果。鐵(tie)粉(fen)(fen)(fen)還原(yuan)法(fa)是酸(suan)性介質中 ,鐵(tie)粉(fen)(fen)(fen)與(yu)無機汞(gong)(gong)(gong)離子(zi)起氧(yang)化(hua) -還原(yuan)反應而釋(shi)放出(chu)汞(gong)(gong)(gong) ,經過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)后除(chu)去(qu)。用(yong)一步法(fa)處理(li)含(han)(han)(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)量(liang)為(wei) 450～600mg/L的(de)廢水時(shi) ,用(yong)對應于(yu)(yu)廢水質量(liang) 2%的(de)鐵(tie)粉(fen)(fen)(fen)處理(li)后 ,含(han)(han)(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)量(liang)可降(jiang)到 0. 5～5. 0mg/L,去(qu)除(chu)率在 90%以上。二步法(fa)可將含(han)(han)(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)量(liang)降(jiang)到 0. 05mg/L。大約 40kg鐵(tie)粉(fen)(fen)(fen),可去(qu)除(chu) 1kg汞(gong)(gong)(gong)。鋅粉(fen)(fen)(fen)還原(yuan)法(fa)用(yong)于(yu)(yu)處理(li)較(jiao)(jiao)高(gao) pH值（9～11） 的(de)含(han)(han)(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)廢水效(xiao)果最(zui)好(hao)(hao)。用(yong) 2mm粒徑鋅粒填充 10cm厚的(de)還原(yuan)濾(lv)(lv)(lv)床(chuang) ,含(han)(han)(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)廢水通過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)床(chuang)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv) 13s,便(bian)可使(shi)廢水凈(jing)化(hua)到含(han)(han)(han)(han)汞(gong)(gong)(gong) 200μg/L,而在 110s內可凈(jing)化(hua)到含(han)(han)(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)5μg/L。鋁粉(fen)(fen)(fen)接觸(chu)法(fa)適用(yong)于(yu)(yu)處理(li)含(han)(han)(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)單一的(de)廢水 ,當鋁粉(fen)(fen)(fen)與(yu)汞(gong)(gong)(gong)離子(zi)接觸(chu)時(shi) ,汞(gong)(gong)(gong)離析和(he)鋁生成(cheng)鋁汞(gong)(gong)(gong)齊 （汞(gong)(gong)(gong)與(yu)鋁結合(he)成(cheng)的(de)合(he)金） ,附著于(yu)(yu)鋁粉(fen)(fen)(fen)表(biao)面 ,再將此鋁粉(fen)(fen)(fen)加熱分解即可得到汞(gong)(gong)(gong)。鋁粉(fen)(fen)(fen)添加量(liang)越多(duo) ,除(chu)汞(gong)(gong)(gong)效(xiao)率越高(gao)。采用(yong)填料(liao)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)法(fa)比投加鋁粉(fen)(fen)(fen)效(xiao)果較(jiao)(jiao)好(hao)(hao) ,該法(fa)能使(shi)含(han)(han)(han)(han)汞(gong)(gong)(gong)廢水達到排放標準。
2. 6 過濾法
過(guo)濾(lv)法是采(cai)(cai)用鎂的(de)(de)有機物、玻璃(li)柱、鐵屑等作(zuo)濾(lv)料 ,通過(guo)過(guo)濾(lv)去除(chu)廢(fei)水中(zhong)的(de)(de)汞(gong)(gong) ,脫(tuo)汞(gong)(gong)效(xiao)率在 80% ～90%之間。采(cai)(cai)用含(han)鎂的(de)(de)無(wu)機礦(kuang)物為過(guo)濾(lv)介質 ,含(han)汞(gong)(gong)廢(fei)水按 120～200L/ m 2•min 的(de)(de)流速通過(guo) 38cm厚(hou)的(de)(de)濾(lv)墊一次 ,脫(tuo)汞(gong)(gong)率達 83%[7]。含(han)氯化汞(gong)(gong) 2mg/L的(de)(de)廢(fei)水通過(guo)內(nei)裝玻璃(li)珠(zhu)（或(huo)砂礫）的(de)(de)玻璃(li)柱 ,可除(chu)去 90%的(de)(de)氯化汞(gong)(gong)。含(han)汞(gong)(gong)廢(fei)水通過(guo)鐵屑填充(chong)(chong)層的(de)(de)表面 ,離(li)解出的(de)(de)鐵離(li)子使汞(gong)(gong)析出沉淀 ,但必(bi)須(xu)維持鐵屑填充(chong)(chong)層的(de)(de)表面始終不能變為氧(yang)化鐵 ,所以該法的(de)(de)缺點是需要時(shi)常酸洗表面層。
3.微生物法處理技術
微生物法與(yu)傳(chuan)統的物理化(hua)學方法相比 ,具(ju)有以(yi)下優(you)點: (1 )高(gao)吸附率 ,高(gao)選擇性(xing); ( 2)需處理的化(hua)學或生物污(wu)(wu)泥(ni)量少; (3)去(qu)除極(ji)低濃度重(zhong)金屬(shu)離子的廢下液效率高(gao); (4)適用 pH及(ji)溫(wen)度范圍寬(kuan); (5)運行費用低。它彌(mi)補了現有工(gong)藝(yi)不能將污(wu)(wu)水(shui)中汞離子質(zhi)量分數降至 10- 9級(ji)的不足 ,受到(dao)越(yue)來越(yue)多的重(zhong)視。
3. 1 生物吸附法
目前國內外關于用生(sheng)物吸(xi)附技術(shu)處理含汞廢水的(de)研究主要集中在純菌種的(de)分離提取、基因(yin)工(gong)程(cheng)菌的(de)構造、混合菌的(de)培養(yang)等方面(mian)。以下將從不同菌種進行簡要介紹。
(1)單一菌(jun)種(zhong)(zhong)。Necde S. 等(deng)對(dui) Phanerochaetechrysosposporium干(gan)細胞進行(xing)了研究 ,在(zai)(zai)溫度 25℃、pH值為(wei)(wei) 7的(de)(de)環(huan)境(jing)下 ,干(gan)細胞對(dui)汞(gong)(gong)(gong)含量為(wei)(wei) 5～500mg/L的(de)(de)溶液(ye)中無機(ji)汞(gong)(gong)(gong)、烷基汞(gong)(gong)(gong)的(de)(de)吸附能(neng)(neng)力達到最大值。從污染(ran)物(wu)中分離到一株細菌(jun) ,該(gai)菌(jun)種(zhong)(zhong)可在(zai)(zai) HgCl2含量 5～500mg/L的(de)(de)溶液(ye)中生長 ,而且汞(gong)(gong)(gong)去(qu)除量與菌(jun)體升長同步 ,在(zai)(zai)溫度 30℃、pH值為(wei)(wei) 7的(de)(de)環(huan)境(jing)下 ,HgCl2含量為(wei)(wei) 30mg/L的(de)(de)水(shui)樣 ,培養 24h后 ,可以(yi)達到汞(gong)(gong)(gong)的(de)(de)去(qu)除率為(wei)(wei) 91. 7%[8]。純菌(jun)種(zhong)(zhong)處(chu)理含汞(gong)(gong)(gong)廢水(shui)的(de)(de)瓶頸是(shi)(shi)其耐汞(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)力 ,純菌(jun)種(zhong)(zhong)耐受汞(gong)(gong)(gong)的(de)(de)能(neng)(neng)力一般是(shi)(shi)相當低的(de)(de) ,雖(sui)然(ran)干(gan)細胞能(neng)(neng)處(chu)理高達 500mg/L的(de)(de)含汞(gong)(gong)(gong)廢水(shui) ,受含汞(gong)(gong)(gong)濃度、pH值的(de)(de)影響(xiang)很(hen)小 ,但是(shi)(shi)干(gan)細胞沒有生物(wu)活(huo)性 ,不(bu)能(neng)(neng)擴(kuo)大培養。
（2）基(ji)因(yin)工程(cheng)菌。用 pBR322為載體將假單胞菌 B - 33抗汞(gong)(gong)質(zhi)粒(li) pBH33的抗汞(gong)(gong)基(ji)因(yin)克隆至(zhi)大腸桿菌。汞(gong)(gong)揮發(fa)實(shi)驗證明(ming) ,抗汞(gong)(gong)基(ji)因(yin)克隆株 C600 （pBH337）的去(qu)汞(gong)(gong)率(lv)是 C600的 3. 2倍。美國(guo)(guo)的 Wilson實(shi)驗室應用分(fen)子(zi)生(sheng)物學(xue)技術(shu)構建了一種(zhong)能(neng)從很低濃度廢水中富(fu)集汞(gong)(gong)離子(zi)的基(ji)因(yin)工程(cheng)菌 ,又比一般的生(sheng)物吸附法(fa)前(qian)進了一大步(bu)。目前(qian)在抗汞(gong)(gong)基(ji)因(yin)的研究上(shang)國(guo)(guo)內外都加大了力度 ,提取抗汞(gong)(gong)質(zhi)粒(li) （Plasmid ）、轉座子(zi) （Transposon） 、提取有(you)機(ji)汞(gong)(gong)裂解酶和(he)汞(gong)(gong)還原酶 ,用來構造基(ji)因(yin)工程(cheng)菌。雖(sui)然在降解汞(gong)(gong)方(fang)面(mian)取得了良好的效果(guo) ,但是其復雜的技術(shu)要求(qiu)和(he)大量資金的投入限制了其工業化應用。
（3 ）混(hun)(hun)合(he)(he)菌。在填充了易滲透物質的(de)生(sheng)物反應器中將 6種汞還原菌混(hun)(hun)合(he)(he)培養(yang)(yang)或單(dan)個培養(yang)(yang) ,發(fa)現前者的(de)處(chu)理效(xiao)果(guo)要優于同等(deng)條件下的(de)單(dan)種菌。單(dan)一菌種隨著汞濃度急(ji)劇(ju)升高 ,吸(xi)附(fu)汞的(de)效(xiao)率(lv)顯(xian)著提高 ,最終導致菌體內(nei)汞濃度的(de)劇(ju)增 ,從而(er)加速菌種死亡;而(er)混(hun)(hun)合(he)(he)菌不受(shou)汞濃度連續或者急(ji)劇(ju)升高的(de)影響 ,始終保持著較(jiao)高的(de)汞降解率(lv)。雖然混(hun)(hun)合(he)(he)菌在很多領域中的(de)作用(yong)已(yi)(yi)得到充分證實,部(bu)分成果(guo)已(yi)(yi)成功應用(yong)。但存在著混(hun)(hun)合(he)(he)菌體系中不能(neng)有效(xiao)地協(xie)調菌間的(de)關系使(shi)其達最佳(jia)生(sheng)態(tai)狀態(tai)的(de)問題 ,這(zhe)嚴重(zhong)地阻礙了混(hun)(hun)合(he)(he)菌培養(yang)(yang)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)應用(yong)。
3. 2 生物強化法
當廢水中含有(you)有(you)毒(du)、難降(jiang)解的(de)有(you)機污(wu)染(ran)物(wu)時 ,由(you)于對(dui)該類(lei)有(you)機物(wu)具(ju)有(you)專項降(jiang)解能(neng)(neng)力的(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)在環(huan)境中的(de)種類(lei)和數量較少 ,傳統(tong)的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處理(li)技(ji)術(shu)效果(guo)不佳。如果(guo)在傳統(tong)的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處理(li)體(ti)系中投加具(ju)有(you)特定(ding)功(gong)能(neng)(neng)的(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)或(huo)某(mou)些基質 ,增強它對(dui)特定(ding)污(wu)染(ran)物(wu)的(de)降(jiang)解能(neng)(neng)力,從而改善整個污(wu)水處理(li)體(ti)系的(de)處理(li)效果(guo) ,這種技(ji)術(shu)稱為生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)強化技(ji)術(shu)。
(1 )細胞的(de)固定(ding)化(hua)。固定(ding)化(hua)微生(sheng)物技術(shu)克服(fu)了生(sheng)物細胞太小、與水溶液分離較難、易造成二次污染的(de)缺點,具有穩(wen)定(ding)性(xing)強、效(xiao)率高、能純化(hua)和保持菌種(zhong)高效(xiao)的(de)優點。具有廣(guang)闊的(de)應(ying)用前景。其主(zhu)要(yao)方法(fa)有:無載體固定(ding)化(hua)法(fa)、包埋法(fa)、交聯法(fa)、載體結合法(fa)等 。
對 經 褐 藻 酸(suan) 鈣 包 裹 的Phanerochaete chrysosporium菌(jun)吸(xi)(xi)附汞進(jin)行(xing)(xing)了(le)研究(jiu),在(zai) pH值(zhi)(zhi) 5. 0～6. 0范圍(wei) ,溫度在(zai) 35℃左右時 ,汞的處理量達到(dao)最大值(zhi)(zhi)。同時認為 ,由(you)于在(zai)死菌(jun)體周(zhou)圍(wei)更易于形成胞外(wai)多聚物(wu) ,使(shi)吸(xi)(xi)附能(neng)力增強(qiang)。汞對活細胞有毒害作(zuo)用 ,能(neng)抑制細胞對金屬離子的生(sheng)物(wu)積累(lei)過(guo)程(cheng)。將藍綠色(se)假單胞桿菌(jun)的死細胞進(jin)行(xing)(xing)固定化,通過(guo)磷酸(suan)鈉浸泡 ,最大處理量達到(dao)每克(ke)干細胞能(neng)吸(xi)(xi)附 400mg汞。并猜測可能(neng)是由(you)于磷酸(suan)鈉改變了(le)微生(sheng)物(wu)的官能(neng)團(tuan) ,也有可能(neng)磷酸(suan)鈉能(neng)有效地維持最佳(jia) pH值(zhi)(zhi)[9]。
2 投(tou)菌(jun)(jun)(jun)(jun)活(huo)(huo)性(xing)污(wu)泥法。這是近年國外(wai)發展起(qi)來的(de)(de)(de)技術 ,該法是將(jiang)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)強(qiang)活(huo)(huo)性(xing)的(de)(de)(de)細(xi)菌(jun)(jun)(jun)(jun)投(tou)入(ru)(ru)(ru)到曝氣池(chi)中(zhong)(zhong)(zhong) ,使曝氣池(chi)混(hun)合液內的(de)(de)(de)各(ge)種細(xi)菌(jun)(jun)(jun)(jun)處于最佳活(huo)(huo)性(xing)狀態(tai)。這在(zai)造(zao)紙廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)和(he)焦化(hua)(hua)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)領域有(you)(you)(you)(you)(you)(you)成(cheng)(cheng)功(gong)(gong)的(de)(de)(de)應用(yong)。通過投(tou)加(jia)苯(ben)酚(fen)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)菌(jun)(jun)(jun)(jun)處理(li)(li)(li)焦化(hua)(hua)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)苯(ben)酚(fen) ,使苯(ben)酚(fen)的(de)(de)(de)去(qu)除率穩定在(zai) 95% ～100%,而(er)沒(mei)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)進行生(sheng)物強(qiang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)對(dui)(dui)照組 ,苯(ben)酚(fen)的(de)(de)(de)去(qu)除率開始(shi)很(hen)高(gao)(gao) ,但(dan)很(hen)快(kuai)降(jiang)到 40%左右。利(li)用(yong)直接投(tou)加(jia)特效降(jiang)解(jie)(jie)(jie)微(wei)(wei)生(sheng)物的(de)(de)(de)方法 ,成(cheng)(cheng)功(gong)(gong)地處理(li)(li)(li)了(le)(le)造(zao)紙廠廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)樹(shu)脂酸。盡管如此(ci) ,但(dan)尚(shang)未見(jian)投(tou)菌(jun)(jun)(jun)(jun)活(huo)(huo)性(xing)污(wu)泥法用(yong)于處理(li)(li)(li)含汞(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)報道 ,從研(yan)究機理(li)(li)(li)和(he)處理(li)(li)(li)技術上分析 ,投(tou)菌(jun)(jun)(jun)(jun)活(huo)(huo)性(xing)污(wu)泥法應用(yong)于含汞(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)是可行的(de)(de)(de)。有(you)(you)(you)(you)(you)(you)許多微(wei)(wei)生(sheng)物對(dui)(dui)重金屬汞(gong)(gong)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)抗(kang)(kang)性(xing)及降(jiang)解(jie)(jie)(jie)性(xing),(主要(yao)起(qi)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)是細(xi)胞中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)遺傳物質 質粒或轉座子)上的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)性(xing)基(ji)因 ,因為抗(kang)(kang)性(xing)基(ji)因編碼(ma)的(de)(de)(de)金屬解(jie)(jie)(jie)毒酶(mei)催(cui)化(hua)(hua) ,使高(gao)(gao)毒性(xing)金屬轉化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)為低毒形態(tai)。有(you)(you)(you)(you)(you)(you)研(yan)究發現(xian)細(xi)菌(jun)(jun)(jun)(jun)含有(you)(you)(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)兩種誘(you)導酶(mei) （有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機汞(gong)(gong)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)酶(mei)和(he)汞(gong)(gong)還(huan)(huan)原酶(mei)） ,對(dui)(dui)甲基(ji)汞(gong)(gong)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)和(he)還(huan)(huan)原作(zuo)用(yong)。有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機汞(gong)(gong)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)酶(mei)能(neng)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)碳 -汞(gong)(gong)鍵 ,通過汞(gong)(gong)還(huan)(huan)原酶(mei)把(ba)汞(gong)(gong)離子轉化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)弱毒性(xing)及揮(hui)發性(xing)的(de)(de)(de)元素汞(gong)(gong)[10]。也有(you)(you)(you)(you)(you)(you)實(shi)驗表(biao)明，投(tou)加(jia)的(de)(de)(de)菌(jun)(jun)(jun)(jun)株能(neng)夠與活(huo)(huo)性(xing)污(wu)泥系統迅速結(jie)合成(cheng)(cheng)為一個整體 ,在(zai)系統中(zhong)(zhong)(zhong)成(cheng)(cheng)為優(you)勢(shi)菌(jun)(jun)(jun)(jun)株 ,使活(huo)(huo)性(xing)污(wu)泥活(huo)(huo)性(xing)顯著提高(gao)(gao)投(tou)入(ru)(ru)(ru)活(huo)(huo)性(xing)污(wu)泥系統中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)菌(jun)(jun)(jun)(jun)株與活(huo)(huo)性(xing)污(wu)泥的(de)(de)(de)結(jie)合是一個自然絮(xu)凝的(de)(de)(de)過程(cheng) ,該過程(cheng)的(de)(de)(de)時間與微(wei)(wei)生(sheng)物的(de)(de)(de)種類及活(huo)(huo)性(xing)污(wu)泥的(de)(de)(de)性(xing)質有(you)(you)(you)(you)(you)(you)關(guan)。因此(ci)可把(ba)對(dui)(dui)二(er)價汞(gong)(gong)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)特殊降(jiang)解(jie)(jie)(jie)能(neng)力的(de)(de)(de)菌(jun)(jun)(jun)(jun)種投(tou)加(jia)到活(huo)(huo)性(xing)污(wu)泥中(zhong)(zhong)(zhong) ,改善生(sheng)長環境及培養條件 ,使其成(cheng)(cheng)為優(you)勢(shi)菌(jun)(jun)(jun)(jun)種。這樣(yang) ,不但(dan)投(tou)入(ru)(ru)(ru)了(le)(le)曝氣池(chi)內所缺少的(de)(de)(de)細(xi)菌(jun)(jun)(jun)(jun) ,而(er)且使微(wei)(wei)生(sheng)物適(shi)應性(xing)增(zeng)強(qiang) ,提高(gao)(gao)了(le)(le)污(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)廠的(de)(de)(de)處理(li)(li)(li)效果。
4.廢水處理技術的問題與展望
傳統物理和化學方法有其優點 ,也有局限性其中離子交換法、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沉淀法時 ,出水汞含量可以控制在 10～20μg/L范圍內。其他一些方法 ,尤其是供小規模處理的還原法 ,也可得到較低的出水汞濃度。而在微生物處理方法中 ,自然形成的菌種耐汞能力非常差 ,只能處理含汞濃度低的廢水。但從自然界中分離獲得的汞還原菌種 ,能提高其抗汞能力 ,或者構建基因工程菌增強其抗汞性 ,然后將高效菌種添加到活性污泥中 ,使其成為優勢菌種并絮凝 ,同時達到馴化活性污泥的目的。目前 ,投菌活性污泥法在廢水處理中的應用范圍在逐漸擴大 ,同時取得了很好的效果。但未見其用于含汞廢水的處理 ,問題在于: (1)投加的菌株能
否(fou)在短時間內與活(huo)(huo)(huo)性污泥(ni)系(xi)統(tong)結合 ,并且成為優勢菌(jun)(jun)(jun)(jun)種(zhong) ,這方面可(ke)(ke)(ke)考慮改變菌(jun)(jun)(jun)(jun)種(zhong)生長條件 ,使(shi)對汞(gong)具有(you)(you)降解能(neng)力(li)(li)的菌(jun)(jun)(jun)(jun)種(zhong)成為優勢菌(jun)(jun)(jun)(jun)種(zhong); (2)菌(jun)(jun)(jun)(jun)體(ti)流(liu)失問題(ti) ,用固定化(hua)技術及菌(jun)(jun)(jun)(jun)種(zhong)間的自(zi)然絮凝(ning)可(ke)(ke)(ke)以使(shi)菌(jun)(jun)(jun)(jun)體(ti)流(liu)失問題(ti)得到改善; (3)甲(jia)基汞(gong)的劇毒性會(hui)破壞活(huo)(huo)(huo)性污泥(ni)系(xi)統(tong)的平衡 ,可(ke)(ke)(ke)考慮逐(zhu)漸提高汞(gong)離子的濃度 ,增強(qiang)系(xi)統(tong)對其耐(nai)受能(neng)力(li)(li)。在含汞(gong)廢水處理方面 ,如果能(neng)有(you)(you)效的解決上述問題(ti) ,投菌(jun)(jun)(jun)(jun)活(huo)(huo)(huo)性污泥(ni)法將(jiang)會(hui)成為一(yi)種(zhong)非常(chang)可(ke)(ke)(ke)行的方法。
同(tong)時，無論(lun)采取何種技(ji)術，無論(lun)效率高低，但都是(shi)在含汞工(gong)業廢(fei)(fei)水產生(sheng)之后采取的應對措施，最關鍵的應是(shi)減(jian)少含汞廢(fei)(fei)水中的濃度。因此，必須(xu)進(jin)行(xing)生(sheng)產工(gong)藝(yi)的改革，做到生(sheng)產過(guo)程中不用(yong)汞或少用(yong)汞，降低汞的排放量，其次(ci)才(cai)是(shi)對含汞廢(fei)(fei)水進(jin)行(xing)回收(shou)和適當處理。
5. 燃燒脫汞
5.1 燃燒脫汞技術
大(da)氣汞(gong)污染處理技(ji)術(shu)主要在(zai)燃煤技(ji)術(shu)中汞(gong)的去(qu)除研(yan)(yan)究比較多(duo)。從目前汞(gong)的控(kong)制排放技(ji)術(shu)研(yan)(yan)究來看(kan)，主要集(ji)中在(zai)三個方面燃燒前脫汞(gong)、燃燒中脫汞(gong)和(he)燃燒后(hou)脫汞(gong)。其中以燃燒后(hou)脫汞(gong)技(ji)術(shu)的研(yan)(yan)究最為廣泛。
燃(ran)燒前脫(tuo)汞(gong)是(shi)(shi)一(yi)種新的(de)污染(ran)防治戰略(lve)，它(ta)的(de)主要手段是(shi)(shi)通過浮選法除(chu)去(qu)原煤(mei)中(zhong)(zhong)的(de)部(bu)分(fen)汞(gong)，阻止汞(gong)進入(ru)燃(ran)燒過程。它(ta)是(shi)(shi)一(yi)種物理清洗技術(shu)，是(shi)(shi)建(jian)立(li)在(zai)煤(mei)粉中(zhong)(zhong)有機(ji)物質與無機(ji)物質的(de)密度不同及它(ta)們的(de)有機(ji)親和(he)性不同的(de)基礎(chu)上。一(yi)般說來，汞(gong)與其他礦物質類似，主要存在(zai)于無機(ji)物質中(zhong)(zhong)。在(zai)洗選時(shi)汞(gong)會(hui)大量(liang)富集在(zai)浮選廢渣中(zhong)(zhong)，從而(er)起到了除(chu)去(qu)煤(mei)中(zhong)(zhong)汞(gong)的(de)作用。
目前，有關燃燒(shao)過程(cheng)中(zhong)脫除(chu)汞(gong)(gong)的研究(jiu)很少。燃燒(shao)中(zhong)脫汞(gong)(gong)研究(jiu)較(jiao)少，主要通(tong)過改進(jin)反應釜和控制合適的燃燒(shao)溫度使(shi)汞(gong)(gong)形成(cheng)易于(yu)捕集的形態(tai)。
燃燒后脫汞主要是通(tong)過改進現有的污染控制設備的操作來實現排放，主要包括飛(fei)灰再(zai)注(zhu)入(ru)、活性炭吸附(fu)劑(ji)注(zhu)入(ru)、鈣吸附(fu)劑(ji)注(zhu)入(ru)等(deng)。
飛灰(hui)(hui)(hui)對汞(gong)(gong)的吸附(fu)(fu)主要(yao)通(tong)過以下(xia)途徑(jing)：物理(li)吸附(fu)(fu)、化(hua)(hua)學(xue)吸附(fu)(fu)、化(hua)(hua)學(xue)反應以及三(san)者的結合。燃煤(mei)產生(sheng)的飛灰(hui)(hui)(hui)能吸附(fu)(fu)煙氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的汞(gong)(gong)，飛灰(hui)(hui)(hui)是影響煙氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)汞(gong)(gong)的形態分布的一(yi)個(ge)重要(yao)因素。通(tong)常添加活性炭會提(ti)高飛灰(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)的碳含量。盡管目前學(xue)術(shu)界一(yi)致認為飛灰(hui)(hui)(hui)顆粒能捕捉氣(qi)(qi)相汞(gong)(gong)，但(dan)對飛灰(hui)(hui)(hui)吸附(fu)(fu)汞(gong)(gong)的機理(li)并沒(mei)有很(hen)好的熟(shu)悉。
活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對(dui)(dui)汞(gong)(gong)(gong)、砷(shen)、硒的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)是(shi)一個多元(yuan)化的(de)過程，它(ta)包括吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)、凝聚(ju)、擴散以及化學反應等過程，與吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑本身的(de)物理性(xing)(xing)質、溫(wen)度(du)、煙(yan)氣(qi)氣(qi)體(ti)成分、停留時(shi)間、煙(yan)氣(qi)中痕量元(yuan)素濃度(du)、活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)與痕量元(yuan)素的(de)比例(li)等因(yin)素有(you)關(guan)(guan)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對(dui)(dui)汞(gong)(gong)(gong)的(de)捕(bu)捉(zhuo)率與活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)噴入速率成正比，煙(yan)氣(qi)中的(de)SO2和(he)NOX對(dui)(dui)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)捕(bu)捉(zhuo)汞(gong)(gong)(gong)的(de)影響，SO2濃度(du)增加(jia)時(shi)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對(dui)(dui)兩種形態的(de)汞(gong)(gong)(gong)捕(bu)捉(zhuo)效率都會(hui)降低，而NOX會(hui)降低活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對(dui)(dui)單質汞(gong)(gong)(gong)的(de)捕(bu)捉(zhuo)率。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)溫(wen)度(du)為25℃時(shi)純活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能力最大(da)，150℃時(shi)注硫活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能力比純活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)大(da)大(da)增強了。此外(wai)，煙(yan)氣(qi)中汞(gong)(gong)(gong)去除還與炭(tan)(tan)(tan)(tan)汞(gong)(gong)(gong)比例(li)有(you)關(guan)(guan)。
盛志(zhi)明等人(ren)2004年冬季在(zai)湖南地(di)(di)(di)區對大氣中(zhong)(zhong)氣態(tai)元素汞(gong)(gong)進(jin)行了(le)大范圍的(de)(de)流動監測(ce)調查，重點監測(ce)電(dian)廠分布地(di)(di)(di)區及東部汞(gong)(gong)采(cai)冶(ye)加工(gong)地(di)(di)(di)區，實測(ce)采(cai)用石(shi)(shi)灰-石(shi)(shi)膏(gao)(gao)法(fa)脫硫(liu)電(dian)廠的(de)(de)燃煤汞(gong)(gong)平(ping)衡(heng)，評價(jia)了(le)汞(gong)(gong)去除(chu)效果(guo)，結果(guo)表明，燃煤中(zhong)(zhong)的(de)(de)汞(gong)(gong)大約(yue)20%留在(zai)灰渣(zha)中(zhong)(zhong)，石(shi)(shi)灰-石(shi)(shi)膏(gao)(gao)脫去約(yue)20%，約(yue)59%的(de)(de)汞(gong)(gong)通過煙(yan)氣排放到空氣中(zhong)(zhong)，說明采(cai)用石(shi)(shi)灰-石(shi)(shi)膏(gao)(gao)法(fa)進(jin)行煙(yan)氣脫硫(liu)對除(chu)汞(gong)(gong)有較(jiao)明顯效果(guo)。國外較(jiao)好的(de)(de)廢氯(lv)化(hua)(hua)汞(gong)(gong)觸媒汞(gong)(gong)回收方(fang)法(fa)是(shi)：氯(lv)化(hua)(hua)揮發(fa)-焙(bei)(bei)燒，以HgCl2形(xing)式(shi)回收汞(gong)(gong)。該方(fang)法(fa)在(zai)100-300℃以氯(lv)氣氧(yang)(yang)化(hua)(hua)除(chu)去廢觸媒中(zhong)(zhong)有機化(hua)(hua)合物并將可能存(cun)在(zai)的(de)(de)金屬汞(gong)(gong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)，然后在(zai)300-400℃焙(bei)(bei)燒，從(cong)氣相回收，汞(gong)(gong)回收率可達(da)97%-98%，汞(gong)(gong)揮發(fa)率高，廢觸媒含氯(lv)化(hua)(hua)汞(gong)(gong)可從(cong)處(chu)理(li)前的(de)(de)4%左右降到處(chu)理(li)后的(de)(de)0.05%左右，缺(que)點是(shi)設(she)施(shi)必須采(cai)用非凡防腐(fu)材(cai)料(liao)，投資、運行成本高。
5.2含汞廢氣的治理技術
含汞廢氣(qi)的凈(jing)化方法(fa)有(you)冷(leng)凝(ning)法(fa)、吸(xi)(xi)收法(fa)、吸(xi)(xi)附(fu)法(fa)、氣(qi)相反應(ying)法(fa)、電子射線法(fa)及(ji)聯合法(fa)等。假如含汞廢氣(qi)濃度較高(gao)，則宜先用冷(leng)凝(ning)法(fa)進行預(yu)處理，由于冷(leng)凝(ning)后(hou)氣(qi)相中仍有(you)相當數量的汞，還需要(yao)用其他方法(fa)如吸(xi)(xi)收、吸(xi)(xi)附(fu)等手段加以凈(jing)化。
常(chang)用的(de)液體吸收劑(ji)有(you)高(gao)錳酸鉀、漂(piao)白(bai)粉、次氯(lv)酸鈉等(deng)；常(chang)用的(de)固體吸附(fu)劑(ji)有(you)活性炭、焦炭、分子篩(shai)、樹脂及活性氧化(hua)(hua)(hua)鋁、玻璃絲等(deng)。氣相(xiang)反應(ying)法(fa)是用某種氣體與含汞(gong)(gong)廢(fei)氣產(chan)生氣體化(hua)(hua)(hua)學反應(ying)來消除汞(gong)(gong)。最常(chang)用的(de)主要是碘化(hua)(hua)(hua)升華法(fa)。即將結晶碘法(fa)在汞(gong)(gong)作業室(shi)內(nei)加熱蒸發(fa)或自然升華，形(xing)成(cheng)的(de)碘蒸汽與室(shi)內(nei)的(de)汞(gong)(gong)蒸汽反應(ying)，生成(cheng)不易揮發(fa)的(de)碘化(hua)(hua)(hua)汞(gong)(gong)，用水(shui)沖(chong)刷即可(ke)消除殘余汞(gong)(gong)。
利(li)用植(zhi)物(wu)來降(jiang)(jiang)(jiang)低含汞(gong)廢(fei)氣是繼物(wu)理、化學方(fang)法后的一種新(xin)方(fang)法，植(zhi)物(wu)體通過對汞(gong)廢(fei)氣的吸收、遷移、分布、蓄(xu)積及(ji)轉(zhuan)化過程使廢(fei)氣中(zhong)汞(gong)濃度降(jiang)(jiang)(jiang)低。植(zhi)物(wu)不僅能夠美化環境，還是降(jiang)(jiang)(jiang)汞(gong)的好材料(liao)。
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