汞(Hg)是一种众所周知的重金属，既自然存在，又可以通过人类活动引入空气和水。汞具有高毒性，自年代以来，汞的使用和处置一直受到严格限制。处理汞的工业设施，例如氯碱工业和电子工业中的工业设施，通常必须采用水处理技术来降低其液体流和排放物中的汞含量。
在本文中，我们将重点介绍处理工艺和废水流中汞污染的策略。具体来说，我们将探索用于从工业用水和废水中去除汞的常用技术，并了解每种技术的一些优点和缺点。
去除汞的最佳水处理技术是什么?
用于处理受汞污染的水的最常见工艺是沉淀、吸附、膜过滤和生物处理。这些水处理技术中的每一种都具有某些优势，这些优势在很大程度上取决于给定装置的工艺条件。
为了获得最佳性能，设施还需要仔细考虑除汞外还存在哪些成分，以及诸如气流pH值，温度，流速，体积和BOD等因素。此外，设施还需要考虑汞的目标浓度，因为并非所有处理技术都能够降低汞含量以满足水质目标。同样值得注意的是，废水排放标准可能会发生变化，在投资水处理设备时，规划未来的合规性非常重要。
化学沉淀
化学沉淀很容易成为从地下水和废水中去除汞的最流行的水处理工艺，因为它既经济又相对简单。为了通过化学沉淀去除汞，设施将首先向溪流中添加化学沉淀剂。沉淀剂与溶解的成分发生反应，以两种方式之一促进汞的去除：形成不溶性元素汞或汞化合物;或汞化合物;或汞化合物;或者，通过形成颗粒固体，然后吸附存在于流动中的溶解汞。在沉淀反应之后，设施将部署一些物理分离手段，如澄清或过滤，以从液体流中除去不溶性固体。用于汞沉淀的化学品通常包括硫化物、铁盐、硫酸铁和氢氧化钙，尽管还有其他不太常见的沉淀剂在使用中，例如木质素。为了获得最佳功能和成本效益，必须根据工艺需求仔细选择化学沉淀剂，包括考虑工艺中存在哪些成分、工艺条件、pH值、下游设备规格和其他因素。
尽管化学沉淀具有诸多优点，但确实有一些缺点，其中最显著的是，化学沉淀通常不足以作为将汞浓度降低到严格的工艺或排放限值以下的独立手段。因此，化学沉淀通常被用作大型处理系统的一部分，通常作为主要处理步骤，领先于其他水处理技术(如精细过滤)。另一个潜在的缺点是，化学沉淀会产生一种半固体废物副产品，称为污泥，通常受到严格的处置要求，特别是如果它被汞污染或以其他方式被认为是危险废物。通常，设施需要投资污泥脱水设备和额外的处理技术，以符合固体废物处置法规，并最大限度地降低排放成本。
吸附
吸附是另一种通常用于除汞应用的水处理技术。吸附的主要优点包括不产生污泥，对汞和/或其他重金属具有良好的选择性，以及选择吸附介质材料的灵活性。与沉淀一样，吸附能够将汞浓度降低到2微克/升以下。
吸附是物质(吸附物)基于分子吸引力积聚在固体(吸附剂)表面上的过程。在水处理应用中，该过程通常包括使液体流通过吸附剂介质床。当气流流过时，溶解的污染物分子附着在吸附剂介质上，从而从液流中分离出来。在使用过程中，吸附剂介质将变得饱和，其去除目标污染物的能力将下降。一些吸附介质可以通过施加热量或其他方法来解吸先前捕获的污染物，从而恢复用于额外的使用循环。然而，最终，需要更换用过的吸附剂材料。
事实上，更换吸附剂介质是操作吸附系统最重要的费用。因此，确保系统的设计符合设施的需求至关重要，包括考虑所用吸附介质的类型和形式。活性炭仍然是用于除汞目的的最常见吸附材料，尽管还有其他材料可用于特殊应用。汞选择性离子交换树脂作为抛光剂和主要去除技术，对于需要超低汞去除的液体废物或用于处理微咸流，也非常有效。为了最大限度地提高成本效益，吸附剂介质应提供尽可能多的污染物捕获能力，同时采用抗堵塞的设计。然而，如果设计得当，与其他除汞工艺相比，吸附的运行成本较低。为了最大限度地发挥这一效益，吸附是中等至低浓度汞的溪流的理想选择，最适合用于某种类型的预处理后的二次处理。
膜分离
膜过滤是一种基于尺寸排除原理的物理分离。该过程包括使液体流通过半透膜，该膜包含精确大小的孔，可阻挡较大的颗粒和分子，同时允许较小的颗粒和分子通过。因此，膜过滤根据孔径进行分类，包括从大到小的顺序：微滤(MF)，超滤(UF)，纳滤(NF)和反渗透(RO)。其中，RO/NF具有足够小的孔隙以保留二价阳离子，如汞，但它们的使用通常用于二级或三级处理，因为它们的小孔径使它们容易堵塞和结垢。UF也用于除汞应用，但是，由于UF孔太大而无法捕获溶解的汞离子，因此通常在沉淀后使用，这会导致较大的分子或悬浮颗粒。
膜分离的主要优点是其对汞和其他污染物的高去除率。这一优势使其非常适合希望处理废水或工艺用水以供再利用的设施，或需要遵守严格的汞或其他重金属排放限制的设施。相反，膜分离的缺点可能包括与膜清洁、维护和更换相关的成本、能源成本和流速限制。
生物处理
生物处理系统利用活的微生物来分解和去除有机污染物。虽然汞本身是无机的，但生物处理可用于将有害的可溶性汞种类转化为可溶性较差的形式，从而更容易去除或保留。生物处理的主要好处是其成本效益，特别是对于汞浓度较高的溪流。
生物处理的主要缺点源于必须仔细管理工艺条件以避免损害生物质的事实。这可能意味着添加化学物质来管理pH值，添加有机物以保持足够的营养水平，维护曝气系统，以及使用加热/冷却元件来管理温度。此外，过量的汞含量可能对微生物有毒，因此必须加以限制以保护生物质。所有这些都可能导致运行和维护生物系统的总体成本。
此外，与其他技术相比，单独进行生物处理将汞浓度降低到严格限度以下的能力稍差。因此，生物处理之后通常采用其他处理技术，如吸附或沉淀。最后，在使用生物处理系统时，设施还需要规划半固体或固体废物产品的处理和处置，包括受汞污染的污泥。
