近年來(lái)，盡管我國(guó)汞在工業(yè)和商業(yè)上的應(yīng)用已經(jīng)比過(guò)去有所減少，但含汞廢物產(chǎn)量大且增長(zhǎng)迅速、處置率低。 以熒光燈為例，年產(chǎn)量近 66 億只，廢棄量每年約 1 億只， 處置率小于 10%，相對(duì)于歐盟的 30%，瑞典的 70%，我國(guó)與之相比，有較大的差距，煙道脫硫石膏產(chǎn)量也迅速增長(zhǎng)， 亟須進(jìn)行環(huán)境無(wú)害化處理。

我國(guó)是汞的生產(chǎn)、使用和排放大國(guó)，汞生產(chǎn)量和使用量分別占全球生產(chǎn)量和使用量的 60% 左右，汞的生產(chǎn)和使用造成含汞廢物的排放。我國(guó)已將含汞廢物列為 HW29 類(lèi)危險(xiǎn)廢物，涉及天然原油和天然氣開(kāi)采、貴金屬礦采選、印刷、基礎(chǔ)化學(xué)原料制造、合成材料制造、電池制造、照明器具制造、通用儀器儀表制 造和多種來(lái)源共 9 個(gè)行業(yè)、16 類(lèi)含汞廢物，包括工藝過(guò)程廢氣、廢水處理產(chǎn)生的粉塵、殘?jiān)?、廢液和污泥等，部分使用后的廢棄產(chǎn)品。

含汞廢物種類(lèi)多樣，在技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，不同技術(shù)類(lèi)型、不同處理效果和不同價(jià)位的處理設(shè)備差異較大，且我國(guó)目前含汞廢物處理技術(shù)還不完備，部分含汞廢物缺乏有效的處理技術(shù)。

因此如何妥善解決含汞廢物安全處置問(wèn)題，已成為我國(guó)重金屬污染控制領(lǐng)域的新課題，而如何更好地規(guī)范含汞廢物處理技術(shù)的選擇和應(yīng)用行為，已經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境管理部門(mén)面臨的重要挑戰(zhàn)。因此有必要對(duì)含汞廢物處理處置技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以供有效選擇。

一、含汞廢催化劑處理處置可選技術(shù)

目前，可選技術(shù)有蒸餾法和化學(xué)活化法處理兩種。

蒸餾法

(1) 技術(shù)原理

蒸餾法是指將廢汞觸媒進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理，使氯化汞轉(zhuǎn)化為 HgO，然后再將其置于蒸餾爐內(nèi)，加熱使之分離為汞蒸氣，經(jīng)冷凝回收金屬汞。蒸餾爐包括燃?xì)夤?jié)能蒸餾爐和煤熱列管式蒸餾爐。

該技術(shù)成熟度高，可有效回收廢汞觸媒中的金屬汞。適用于任何形態(tài)、濃度廢汞觸媒中汞的回收處理。

(2) 工藝流程

蒸餾法處理廢含汞催化劑工藝流程，如圖 1 所示。

(3) 工藝參數(shù)

蒸餾法回收汞工藝最佳可行工藝參數(shù)：

預(yù)處理反應(yīng)時(shí)間大于 2 小時(shí)，反應(yīng)溫度 80 ℃ ~100 ℃;

焙燒蒸餾反應(yīng)時(shí)間大于 8 小時(shí)，

燃煤列管式蒸餾爐溫度控制在 800℃~1000℃之間，

燃?xì)夤?jié)能蒸餾爐溫度控制在 700℃~800℃之間。

(4) 污染物消減及排放蒸餾法回收廢汞觸媒中的汞回收率可達(dá)到 97% 以上，含汞廢氣處理系統(tǒng)可回收廢氣中約 90% 的汞，可達(dá)標(biāo)排放。

處理后的廢渣仍屬于危險(xiǎn)廢物，需安全填埋處置。

(5) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)的適用性

兩家典型焙燒蒸餾法處理廢汞觸媒企業(yè)投資對(duì)比，如表 1 所示。

2. 化學(xué)活化法

(1) 技術(shù)原理化學(xué)活化法是指在不分離廢汞觸媒中的活性炭和氯化汞的前提下，用化學(xué)方法使活性炭重新活化，并消除積炭和催化劑中毒，再補(bǔ)加適量的助劑和活性物質(zhì)氯化汞，使其實(shí)現(xiàn)再生。該技術(shù)不改變廢汞觸媒中的氯化汞成 分，可降低廢汞觸媒處理處置過(guò)程中的二次污染。適用于形態(tài)、機(jī)械性能較好的廢汞觸媒的處理。

(2) 工藝流程化學(xué)活化法處理廢含汞催化劑工藝流程，如圖 2 所示

(3) 工藝參數(shù)化學(xué)活化法浸漬時(shí)間約 2 4 小時(shí)，浸泡溶液氯化汞濃度按汞觸媒生產(chǎn)要求而定。

(4) 污染物消減及排放化學(xué)活化法可循環(huán)利用廢汞觸媒，篩分后可再利用率 50% 以上。

(5) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)的適用性該技術(shù)投資小，運(yùn)行成本低。

二、含汞廢渣處理處置

含汞廢渣不僅包括金屬冶煉含汞煙塵，含汞廢活性炭等，而且還包括含汞溫度計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣、裝 置收集的粉塵等，可選技術(shù)為冶煉蒸餾技術(shù)。

(1) 工藝原理含汞廢渣處理技術(shù)通常采用蒸餾法處理，先將含汞廢渣進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理，再將其置于蒸餾爐內(nèi)，加熱使汞揮發(fā)，經(jīng)冷凝回收金屬汞。該技術(shù)成熟度高，針對(duì)廢渣中汞的形態(tài)可采取不同的預(yù)處理方法，可高效地回收廢渣中的金屬汞。對(duì)于含有不同有價(jià)金屬的廢渣，可保留原渣中除汞外的其他金屬成分，便于資源的綜合利用。該技術(shù)適用于金屬冶煉含汞煙塵，含汞溫度計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣、裝置收 集的粉塵，含汞廢活性炭等的處理處置。

(2) 工藝流程冶煉蒸餾技術(shù)工藝流程，如圖 3 所示。

(3) 工藝參數(shù)蒸餾過(guò)程中溫度控制在 650℃ ~700℃，既保證廢渣中含汞化合物的全部揮發(fā)，又保留鉛、鋅等成分基本不變。

(4) 污染物消減及排放蒸餾法回收含汞廢渣中的汞回收率可到 97% 以上，含汞廢氣處理系統(tǒng)可回收廢氣中約 90% 汞，可達(dá)標(biāo)排放。

(5) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)適用性工程總投資 860 萬(wàn)元，設(shè)備總投資 320 萬(wàn)元，裝置占地面積 3200平方米，裝置處置能力 1500 噸 / 年，污染防治設(shè)置投資 50萬(wàn)元，運(yùn)行成本 40000 元/噸廢渣。

三、廢舊熒光燈處理處置可選技術(shù)

廢舊熒光燈處理處置可選技術(shù)分為火法法處理技術(shù)和濕法處理技術(shù)，其中火法處理技術(shù)根據(jù)熒光燈形狀的差異有切端吹掃技術(shù)和直接破碎技術(shù)。

1. 切端吹掃工藝

(1) 技術(shù)原理切端吹掃分離技術(shù)是指先將直管熒光燈的兩端切掉，再吹入高壓空氣將含汞的熒光粉吹出后收集，然后通過(guò)蒸餾裝置回收汞。該技術(shù)可有效地分類(lèi)收集再回收利用稀土熒光粉，其生成汞的純度為 99.9%，但投資較大。該技術(shù)適用于直管熒光燈的處理處置。

(2) 工藝流程切斷吹掃技術(shù)處理廢舊熒光燈工藝流程，如圖 4 所示。

(3) 工藝參數(shù)壓縮空氣 6. 5×105 Pa / 分 鐘，約 250 L / 分 鐘;

維持負(fù)壓約 0.9 大氣壓，蒸餾時(shí)間為 12~16 小時(shí);

蒸餾罐溫度將維持在 350℃ ~675℃。

(4) 污染物消減及排放處理過(guò)程在負(fù)壓下進(jìn)行，廢氣經(jīng)載銀活性炭吸附后達(dá)標(biāo)排放，無(wú)廢水排放。

(5) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)的適用性該技術(shù)一次性投資大，設(shè)備總投入約 800 萬(wàn)元，處置能力 1500 支/小時(shí)。運(yùn)行成本主 要為 電 耗，每噸廢物約 800Kwh。

2. 直接破碎工藝

(1) 技術(shù)原理直接破碎分離技術(shù)是指將燈管整體粉碎洗凈干燥后，經(jīng)蒸餾回收汞。該技術(shù)工藝結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、投資省，但熒光粉純度不高，較難被再利用。適用于所有規(guī)格熒光燈的處理處置。

(2) 工藝流程直接破碎技術(shù)處理廢舊熒光燈工藝流程，如圖 5 所示。

(3) 工藝參數(shù)蒸餾罐抽真空 10 百帕，脈沖注入氮?dú)馐?蒸餾罐內(nèi)壓力增至 500 百帕;電加熱室對(duì)蒸餾罐加熱至 500℃，繼續(xù)用氮?dú)庹{(diào)節(jié)蒸餾罐壓力至 700 百帕;蒸餾時(shí)間 為 12~16小時(shí);蒸餾罐溫度將維持在 350℃ ~ 675℃，加熱室溫度保持825℃;冷凝器冷凝液主要成分為乙二醇和水的混合液，冷凝溫度為 - 6℃ ~ 5℃。

(4) 污染物消減及排放處理過(guò)程在負(fù)壓下進(jìn)行，廢氣經(jīng)載銀活性炭吸附后排放，無(wú)廢水排放。

(5) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)的適用性該技術(shù)一次性投資大，工程總投資約 2800 萬(wàn)元，設(shè)備總投入約 850 萬(wàn)元，處置能力 130 萬(wàn)支 / 年。

3. 濕法處理工藝

(1) 技術(shù)原理

濕法處置技術(shù)是利用水封防止汞蒸氣污染空氣的特點(diǎn)，通過(guò)水洗脫離玻璃上的殘留熒光粉，對(duì)汞進(jìn)行回收。該技術(shù)需對(duì)產(chǎn)生的含汞廢水進(jìn)行處理，在熒光燈管回收利用的早期處理中使用較多。適用于使用液態(tài)汞熒光燈的處理處置。

(2) 工藝流程濕法處理廢舊熒光燈工藝流程，如圖 6 所示。

(3) 工藝參數(shù)裝置在負(fù)壓下運(yùn)行，約 0.9 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

(4) 污染物消減及排放大氣污染物主要破碎、蒸餾過(guò)程中產(chǎn)生的汞排放，可通過(guò)載銀活性炭吸附后達(dá) 到排放標(biāo)準(zhǔn);水污染物主要為熒光燈破碎后水洗汞產(chǎn)生，廢水硫化沉淀后回用，污泥交由有危險(xiǎn)廢物處置資質(zhì)的企業(yè)處理。

(5) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)的適用性一次性投資相對(duì)較小，設(shè)備總投資約 250 萬(wàn)元，污染控制設(shè)備投資約 50 萬(wàn)元，處置能力約 5000 噸 / 年，運(yùn)行成本約 2800 元 / 噸廢物。按 處 理 噸 廢 物 計(jì)，濕法處置技術(shù)消耗水 20 ~30kg、電約 50Kwh、硝酸 / 碳酸氫鈉約5kg，活性炭約 5kg。

四、廢含汞化學(xué)試劑處理處置

固化填埋是廢含汞化學(xué)試劑處理處置可選技術(shù)。

(1) 技術(shù)原理廢含汞化學(xué)試劑處理處置主要采用固化填埋技術(shù)，是以水泥固化為主、藥劑為輔的綜合穩(wěn)定化處理工藝。將化學(xué)試劑、穩(wěn)定藥劑(有機(jī)硫化物)以及水泥或 焚燒殘?jiān)幢壤旌?，?jīng)混合攪拌槽攪拌后，砌塊成型并進(jìn)行安全填埋。

經(jīng)固化處理后所形成的固體，應(yīng)具有較好的抗浸出性、抗?jié)B性、抗干濕性和抗凍融性，同時(shí)具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度等特性。適用于所有廢含汞化學(xué)試劑的處理處置。

(2) 工藝流程含汞廢化學(xué)試劑固化填埋處理工藝流程，如圖 7 所示。

(3) 工藝參數(shù)搗實(shí)新鮮混凝土出料量 1000L，干料進(jìn)料量 1600L，最大骨料體積(碎石、圓石)4 0/6 0 mm(直徑)，理論生產(chǎn)率 10 立方米/ 小時(shí)，攪拌時(shí)間 6 ~8 分 鐘。成型砌塊養(yǎng)護(hù)時(shí)間約 7~8 天，養(yǎng)護(hù)過(guò)程中灑水頻率 1次 /4h。

(4) 污染物消減及排放車(chē)間內(nèi)配收塵系統(tǒng)及活性炭吸附設(shè)備對(duì)車(chē)間無(wú)組織排放氣體進(jìn)行凈化，無(wú)廢水產(chǎn)生。

(5) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)的適用性穩(wěn)定處理、固化成型裝置一次性投資較大。工程總投資 900 萬(wàn)元，設(shè)備總投資 485 萬(wàn)元，裝置占地面積 950 平方米。運(yùn)行以耗電為主，電耗約 136 度 / 噸廢物，水耗約 2 噸 / 噸廢物，砂子 20 噸 / 噸廢物，水泥 4 噸 / 噸廢物。