[实用新型]用于含汞废水处理的微量反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种反应器。

背景技术

汞是一种银白色的液体金属，汞及其化合物都是有毒物质，可以通过各种途径侵入人或动物体内，它的毒性是累积的，其中无机汞主要积聚于内脏，少量积聚于脑髓、皮肤和其他部分。汞的中毒表现一般多为慢性中毒，汞主要影响人和动物的中枢神经。含汞达0～0.02mg/L的水能使鱼类中毒，达0.03mg/L能使水生虫类中毒，而人饮用含汞50mg/L的水会中毒致死。

由于汞具有一些特殊的物理、化学性能，所以广泛的应用在化工和石油化学工业、制药、纸浆、造纸、电器、电子、仪表等工业部门，其中氯碱化工采用的水银电解技术、PVC行业所采用的含汞触媒、低汞触媒都属于汞及其化合物的应用。

汞及其化合物以三废形式进入环境，成为重要的污染物之一，其中含汞废水主要来源于氯碱工业、塑料工业、皮毛加工和制药等“三废”排放及含汞有机杀菌剂的使用等。

常用的含汞废水处理技术有硫化物沉淀法、混凝法、活性炭吸附法、离子交换法、还原过滤法、微生物浓集法和羊毛吸附法等。

硼酸钠是一种非金属还原剂，它与汞离子反应后主要生成单质汞和偏硼酸、放出氢气。每kg的NaBH₄可反应回收2kg的单质汞。

凡是氧化还原电位低于Hg²⁺的金属单质，如Cu、Zn、Fe、Mn、Mg、Al等，均可与废水中的Hg²⁺离子发生置换反应，以铁为例，将铁屑装成填料塔，当含汞废水通过填料塔的铁屑床层时将发生如下反应：

Fe+Hg²⁺＝Fe²⁺+Hg↓

置换反应的速率与废水的pH值、温度、金属的纯度、金属单质与废水的接触面积等因素有关。但有机汞不能用金属直接还原、置换，通常用氧化剂(如氯)先将其破坏，转化为无机汞，然后再用金属置换。

硫化物沉淀法是目前广泛被采用的一种高效能的除汞方法，如果废水中有过量的S^2-离子时，可通过投加硫酸亚铁(FeSO₄)与过量的S^2-离子生成硫化铁沉淀。

投加一部分Fe²⁺，能与废水中的OH^-离子结合生成Fe(OH)₂或氧化后生成Fe(OH)₃，对数量少而微小的HgS悬浮微粒，起共同沉淀和凝聚沉降作用。投加FeSO₄后，不会影响HgS的优先沉淀。因为生成的FeS的溶度积(Ksp＝3.7x10^-19)比HgS的溶度积大亿万倍。在实际生产中，先用石灰调节pH＝8～9，废水呈碱性，再加FeSO₄。采用硫化钠沉淀法除汞，使废水中汞量降至1～0.1mg/L，可采取铁屑过滤、活性炭吸附、凝聚剂沉淀等，使废水中含汞量降至0.05～0.01mg/L以下。

目前国内最常用的吸附剂是活性炭，静态吸附，先沉淀，后吸附。

离子交换法，将几种树脂装柱组成废水净化系列，这样含汞废水通过几个交换柱后，出水中检不出汞。但树脂吸附饱和后存在解吸再生的问题，且报废的树脂目前也没有很好的处理手段。

凝聚沉淀法，采用石灰作为凝聚剂，向含汞废水中投加石灰，生成Ca(OH)₂，Ca(OH)₂对汞有凝聚吸附作用，在有三价铁离子存在的情况下，效果更好。用硫酸铝作凝聚剂处理含汞废水，效果也较好。经凝聚沉淀后，出水水质含汞量可降到0.05mg/L以下。

溶剂萃取法及其它方法，目前，国外有采用三异辛胺一二甲苯对含汞废水进行萃取，经萃取后，萃取汞后的萃取剂，采用非酸性盐类反萃取，以回收汞。此外，国外采用微生物回收汞、电解法回收汞、铁氧体沉淀法除汞、硫化物沉淀—浮选分离法除汞，国内正在研究的有转化法除汞、含腐植酸煤吸附法除汞等。

目前所采用的含汞废水处理方法都存在一定的技术问题，如还原法、硫化物沉淀法、混凝沉淀法等均无法达到出水含汞≤0.001～0.002mg/L的指标，根据HgS的Ksp值可以看出，采用硫化法反应之后，废水的残余Hg²⁺完全可以达到0.001～0.002mg/L以下，但就目前已经使用的硫化法案例来看，出水达不到0.001～0.002mg/L以下的原因主要有两个：

(1)硫化钠精制剂的扩散速度不够：