在我国“贫油、少气、多煤”的能源结构下, 电石法聚氯乙烯生产工艺得到了迅速发展, 在目前全球聚氯乙烯生产装置当中, 有75%的生产装置位于我国, 因此, 电石法聚氯乙烯产业的健康成长不仅可推动我国化工业实现跨越式发展, 而且能提高我国聚氯乙烯产业在国际工业中的竞争力。但从目前情况来看, 电石法聚氯乙烯生产当中容易出现含汞污水, 对生态环境以及生产工人的健康造成威胁, 因此对含汞污水进行处理, 达到排放标准后再进行排放是目前所要解决的主要问题。
1 电石法聚氯乙烯生产中含汞污水的产生原因
1.1 产生原因
电石法声场氯乙烯的单体工艺中, 所采用的催化剂一般以活性炭为主, 通过活性炭浸渍吸附氯化汞 (低汞4%~6%, 高汞10%~12%) 制备而成, 由于氯化汞会升华, 汞会随合成气体进入后续水洗和碱洗进化系统, 从而形成含汞废水和废酸。
1.2 汞污水的危害
汞属于有剧毒的重金属元素, 一旦渗漏到自然环境当中, 则会对动物和人类的身体健康造成极大危害, 因此, 汞污染问题已成为目前严峻的环境问题, 不断受到社会各界的高度重视, 在2015年的联合国环境峰会中, 环境规划署研究制定了实施汞消减和限制汞流通的国际公约, 我国工业部门也相继出台了一系列法律法规, 加强对汞污染的防治力度。
2 含汞污水的治理措施
2.1 源头解决
常规触媒的氯化汞质量分数通常在10%以上, 初期活性高, 因此活性组分挥发迅速, 若能保证其使用寿命和催化活性, 可降低触媒中的氯化汞含量, 或者用其他非汞成分代替氯化汞活性组分的触媒, 可从根源上消除汞污染, 减少氯化汞的流失损失。
2.2 专项治理
污水中的汞通常以化合物形式存在, 可分为无机汞和有机汞两类, 目前, 从污水中去除有机汞的技术尚在研究阶段, 但去除无机汞的方法有很多, 每种处理技术的经济性和治理效果与多方面的因素有关, 例如汞的化学性质、初始浓度以及污水中共存的其他成分等等, 常用的处理方法包括化学沉淀法、活性炭吸附法、离子交换法等等。其中, 化学沉淀法除汞效果较好, 但由于处理过程中硫化物含量过多时可形成可溶性汞硫络合物, 因此, 经过处理后的污水残余硫化物也会产生污染;而活性炭吸附法原理比较简单, 但该方法具有一定的局限性, 只适用于成分单一、浓度较低的含汞污水, 且处理效果受制与汞形态和浓度等因素;离子交换法通常用于处理含有有毒金属、浓度低以及排放量大的工业废水, 常配合混凝沉淀法以及硫化法进行二级处理, 但受制于水中杂质以及交换剂种类的影响, 因此应用范围较小。
2.3 含汞污水的脱汞吸附剂处理方法
目前电石法聚氯乙烯生产企业常采用两种或两种以上的方法来治理含汞污水。本次研究拟使用专用的吸附工艺进行除汞, 使用脱汞吸附剂对电石法氯乙烯合成工序所产生的含汞污水进行处理。主要设备包括:原水箱、过滤装置、中间水箱、精密过滤器、吸附柱、脱附液储存装置、脱附泵、脱附液回收装置以及配套的电气控制系统。吸附除汞系统则包括预处理单元、吸附单元以及脱附单元三个部分, 系统设计处理能力约为35m3/d, 根据工业污水排放标准, 设计水质要求保持在0.005mg/L以下。
吸附工艺流程如下: (1) 氯乙烯合成所产生的含汞污水首先积存在原水箱中, 然后通过水泵输送至带有0.03μm的薄膜预过滤设备当中, 去除污水中的大分子有机物、胶质体以及悬浮物, 经过预处理后出水, 污水进入中间水箱, 利用增压泵送入滤芯过滤器和吸附柱, 吸附柱上的除汞吸附剂可吸附污水中的汞, 使其出水汞含量能达到合格排放的指标要求; (2) 合格后的出水积存到产水箱, 大部分出水可当作杂用水回收利用或者直接排放, 小部分可当作预过滤装置的反洗水, 反洗水在回收后可返回到原水箱, 保证系统出水汞含量达到排放标准; (3) 若吸附柱中的吸附剂饱和, 可使用脱附剂对其进行脱附处理, 恢复吸附剂的除汞能力。脱附周期以污水中的汞含量为准, 通常在4个月左右。
采用这种吸附工艺处理含汞污水, 可有效提高除汞率, 平均除汞率在95%以上, 且吸附剂的吸附容量较大, 可持续运行4个月再行脱附处理, 受杂质离子的干扰小, 且出水水质恒定, 不会导致二次污染。
3 结语
综上, 电石法聚氯乙烯生产过程中的含汞污水会对环境造成不良影响, 因此对含汞污水进行处理意义重大, 从上述分析中可以看出, 对现有的含汞污水采用吸附剂工艺进行处理, 从技术上具备可行性, 且吸附剂持续运行时间长, 经济效益和环保效益较高, 具有良好的应用前景。
摘要：本文介绍了电石法聚氯乙烯生产中含汞污水的处理方法, 并通过工业化装置对除汞效果进行检测, 从分析汞污水的危害以及电石法聚氯乙烯生产中产生含汞污水的机制等方面入手, 逐步探讨了治理方法, 以期能促进聚氯乙烯生产的绿化环保。
关键词：电石法,聚氯乙烯生产,含汞污水,治理,研究
参考文献
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