电石法聚氯乙烯含汞废水处理的探索

吴成祥

摘  要：电石法聚氯乙烯生产过程中产生的含汞废水，对环境和人类健康造成严重威胁。因此，研究发展高效的废水处理工艺以去除汞污染物是至关重要的。本文探索了电石法聚氯乙烯含汞废水处理的方法，并回顾了相关研究和实践的进展。

关键词：电石法；聚氯乙烯；含汞废水；处理

电石法聚氯乙烯生产是一种重要的化学工业过程，然而，该过程会产生大量的含汞废水。汞是一种有毒重金属，具有很高的环境危害性和生物累积性。因此，有效地去除汞污染物对于保护环境和维护人类健康至关重要。本文对其中一些新颖的技术进行了介绍，包括吸附剂、膜过滤和化学还原等。这些方法通过提高去汞效率、节约能源和减少废物产生等方面的优势，为废水处理工艺的改进和优化提供了新思路。

一、含汞废水的特性和危害

含汞废水是指在工业生产过程中产生的带有汞元素的废水。它通常来自于含汞原料的加工、电气设备的制造、煤矿等行业。汞是一种高度有毒的金属，不仅对人体健康有害，还会对环境造成严重污染。以下是含汞废水的一些特性和危害：

毒性：汞被广泛认为是一种具有严重毒性的物质。接触高浓度的汞可能导致急性中毒，表现为呕吐、腹泻、神经系统症状（如震颤、失明、精神错乱等）、肾脏损害等。

持久性：汞在环境中具有较强的持久性，难以自然降解。它可以积累在生物体内，并通过食物链传递。这可能导致毒性在生态系统中积累并放大。

生物富集：汞在水中可转化为有机汞化合物，如甲基汞。这些有机汞化合物比无机汞更易进入生物体，因此对水生生物造成更大的威胁。食用受汞污染的鱼类和水生生物可能导致人体摄入过量的汞[1]。

二、电石法聚氯乙烯含汞废水处理工艺

1.预处理

汞废水收集：首先，将PVC生产过程中产生的汞废水收集起来。这可以通过设置合适的收集装置和管道来实现。确保汞废水能够安全、高效地进入处理系统。

去除大颗粒物：使用沉淀池或沉淀槽进行初步的固体颗粒物去除。在这个步骤中，汞废水被放置在一个较长时间段内，以使固体颗粒物沉淀到底部。然后，清除上层的相对清洁的废水。

调节pH值：通过添加酸或碱等化学物质，将汞废水的pH值调整到适当的范围。这是为了提供更好的处理条件，并使后续处理步骤更有效。

氧化处理：采用适当的氧化剂，例如过氧化氢（H2O2），或者其他氧化性物质，使废水中的汞离子转化为较稳定的汞氧化物。这个步骤有助于降低汞的溶解度，并将其转化为易于处理和安全处理的形式。

沉淀剂添加：在废水中加入适量的沉淀剂（例如硫化钠），以沉淀出残余的汞物质。这个过程将汞离子进一步转化为沉淀物，使其容易分离和去除。

溶液分离与固体/液体分离：通过使用沉淀槽、过滤器或离心机等设备，将沉淀出的固体与液体分离。沉淀物可以进行安全处理或进一步处理，而清洁的废水则可继续后续处理步骤。

滤过和活性炭吸附：可以使用滤床或活性炭吸附装置，进一步去除废水中的微小颗粒、有机物或其他杂质。这将有助于提高废水的净化效果。

2.汞的去除

汞的氧化：接下来，废水中的汞需要被氧化为较容易去除的形式。通常使用氧化剂，如氯酸、高锰酸钾或次氯酸钠来进行氧化反应。这些氧化剂通常与废水混合并充分搅拌，以确保汞被彻底氧化。

去汞：经过氧化的汞会形成不溶于水的汞化合物。这些化合物可以通过沉淀、吸附或离子交换等方法去除。常用的去汞材料包括活性炭、硫酸铜、硫代硫酸钠等。这些材料可以吸附汞，并将其从废水中去除。

二次处理：在进行去汞操作后，废水可以经过二次处理以进一步净化。这包括使用生物活性剂进行生物降解和使用化学反应剂进行中和等。根据具体的工艺要求和水质条件，可以采用不同的方法来处理废水。

3.中和和pH调节

中和过程：废水通常会含有酸性或碱性物质，需要通过中和操作将其酸碱度调整为接近中性。这可以通过添加适量的酸性或碱性物质来完成。例如，如果废水呈酸性，可以添加碱性物质（如氢氧化钠、氢氧化钙）进行中和；如果废水呈碱性，可以添加酸性物质（如硫酸、盐酸）进行中和。

pH调节：在废水处理过程中，合适的pH值对于去除汞等污染物至关重要。不同污染物在特定pH范围内的溶解度和反应性会发生变化。因此，根据具体实际情况，需要调整废水的pH值以实现最佳的污染物去除效果。

pH范围选择：对于电石法聚氯乙烯含汞废水处理，一般选择中性到弱酸性条件进行处理。此范围有利于汞化合物的沉淀和吸附。具体的pH调节范围取决于废水中存在的其他成分和目标污染物的特性[2]。

pH监测与控制：为了确保达到所需的pH值，并保持稳定，通常会安装pH监测仪器，并在处理过程中根据监测结果进行相应的调节。可以通过自动加酸碱剂来维持废水的理想pH范围。

4.深度处理

酸化预处理：将含有汞的废水进一步加酸处理，以使汞离子更容易转化为无机形态，例如Hg2+。

活性碳吸附：废水经过酸化预处理后，可利用活性碳吸附剂，将汞离子从水中吸附到活性碳表面，从而实现汞的去除。

深度氧化：将通过活性碳吸附的废水进行深度氧化处理，将残留的有机物质进一步分解为无害的化合物。

沉淀析出：通过加入适当的化学药剂，如沉淀剂或络合剂，使废水中的汞离子与其他离子形成不溶于水的沉淀，从而实现汞的沉淀析出。

过滤/沉淀分离：将沉淀后的废水进行过滤或者离心分离，以将沉淀物与水分离。

中和处理：将废水中残留的酸性或碱性物质进行中和处理，以达到废水pH值的稳定。

消毒处理：适用于对废水进行消毒以杀灭残留的细菌或微生物，以确保废水排放达到环境标准。

三、电石法聚氯乙烯含汞废水处理技术

1.活性炭吸附

电石法聚氯乙烯含汞废水处理技术中，活性炭吸附是一种常用的方法。活性炭是一种具有高度多孔结构和较大比表面积的材料，因此能有效地吸附废水中的有机物、汞等重金属。

在处理电石法聚氯乙烯含汞废水时，首先将含汞废水与活性炭进行接触接触，通过物理吸附作用，活性炭可以吸附废水中的汞离子或有机汞化合物。活性炭的多孔结构提供了更大的吸附表面积，使其能够吸附更多的有害物质。

一旦活性炭吸附饱和或达到一定浓度，可以对其进行再生或处理。常见的再生方法包括热脱附、化学脱附等。这些方法可以将吸附在活性炭上的汞物质去除，并使活性炭恢复到可重复使用的状态。

需要注意的是，活性炭吸附仅限于吸附废水中的有机物和重金属，对于其他成分可能效果有限。因此，在实际运用中，可能需要结合其他处理方法，如离子交换、膜处理等来完善废水的处理效果。

2.化学沉淀法

化学沉淀法通过添加适当的化学药剂，使废水中的重金属离子与药剂中的产生络合沉淀反应，从而将重金属离子从废水中转化成不溶性的沉淀物，以达到去除重金属的目的。

对于含汞的废水，通常会加入硫化氢、硫酸盐或碱金属盐等沉淀剂。这些沉淀剂与汞离子反应生成不溶性的硫化物或其他化合物，使其从废水中沉淀出来。然后，通过固液分离的步骤将沉淀物分离出来，从而实现废水的治理和汞的回收利用。

化学沉淀法常常需要在适当的pH值条件下进行操作，以促进沉淀物的生成和沉降。此外，也可以结合其他处理技术如过滤、压濾等步骤来提高处理效果。

化学沉淀法在电石法聚氯乙烯含汞废水处理中被广泛采用，因为它简单易行且适用于大规模的处理。然而，需要注意的是，在使用化学沉淀法时，要仔细选择和控制药剂种类和投加量，以确保高效的污染物去除，并避免对环境造成二次污染。因此，在实际应用过程中，还需要根据废水特性进行工艺优化和操作监控。

3.膜分离技术

膜分离技术利用半透膜对废水中的污染物进行过滤、浓缩或分离。在电石法聚氯乙烯含汞废水处理中，膜分离技术可以应用于富集和回收废水中的汞，同时减少废水中其他有害物质的排放。

常用的膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透。这些技术基于不同的分子大小和物质溶解度，利用具有不同孔径的膜来实现精确的分离。对于处理电石法聚氯乙烯含汞废水，通常会选择合适的膜来富集和回收汞，并分离出废水中的其他有机物、无机盐和溶解固体等。

膜分离技术具有高效、环保和节能的特点。它可以实现废水的深度处理和资源回收，减少对自然环境的影响。然而，膜分离技术在实际应用中也面临一些挑战，例如膜污染、维护成本较高等问题。因此，在使用膜分离技术处理电石法聚氯乙烯含汞废水时需要综合考虑经济性、效果和操作可行性。

四、结语

电石法聚氯乙烯含汞废水处理是一个复杂的问题，需要综合考虑技术可行性、经济效益和环境影响等多个因素。尽管传统的处理方法已经取得了一定成果，但仍存在一些局限性。新颖的废水处理技术为解决这些问题提供了新的途径。在未来的研究中，应重点关注提高去汞效率和降低处理成本等挑战，并进一步探索废水资源化和循环利用的可行性。只有通过持续创新和合作，我们才能找到更加高效和可持续的电石法聚氯乙烯含汞废水处理工艺，以保护环境和人类健康。

参考文献

[1]马致昌,郭成军.电石法聚氯乙烯含汞废水处理工艺优化[J].中国氯碱,2022(01):31-33+37.

[2]郭东志.探讨电石法聚氯乙烯生产中含汞废水处理[J].化工管理,2019(18):58-59.