一、電石法PVC用汞狀況

聚氯乙烯（PVC）是五大通用塑料之一,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、化學(xué)建材等重要領(lǐng)域。是“以塑代鋼、以塑代木”的重要產(chǎn)品,是建立資源、能源節(jié)約型社會(huì)的重要產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。

聚氯乙烯生產(chǎn)有乙烯和乙炔兩種原料路線，國外主要采用乙烯原料路線。由于中國缺油、少氣、富煤的特殊的資源結(jié)構(gòu)，決定了中國聚氯乙烯以電石乙炔原料路線為主。

圖1 電石法聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)工藝流程示意圖

在傳統(tǒng)電石法聚氯乙烯生產(chǎn)藝中，氯乙烯合成工序采用固定床反應(yīng)器，氯化汞作為催化劑。目前，電石法氯乙烯合成反應(yīng)使用以活性炭為載體的氯化汞觸媒，其中氯化汞質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-12.5%(氯化汞平均含量以11%計(jì))，觸媒使用壽命到期后其中氯化汞含量降到3-5%，使用過程中汞流失量約70%，由于近年來汞價(jià)增長較快，觸媒的質(zhì)量有所下降，整體消耗水平上升。到2012年，中國電石法聚氯乙烯的汞觸媒消耗量將達(dá)到1.2萬噸,汞的消耗量將超過1000噸。

二、汞的消耗

汞的消耗,一方面，使用過程中氯化汞觸媒的活性物質(zhì)—氯化汞將緩慢地升華氣化，并隨合成氣脫離載體，造成觸媒中氯化汞的流失以及各類含汞廢物的產(chǎn)生，如脫汞器中吸附揮發(fā)汞化合物的活性炭、組合吸收處的鹽酸等；另一方面，操作過程中氯化汞觸媒破損產(chǎn)生一定的灰渣，積炭失活產(chǎn)生大量的廢觸媒，以及脫汞器中吸附流失汞化合的活性炭等，造成一定量的固體含汞廢物。汞的去向如下圖所示：

圖 2 電石法氯乙烯合成中汞的去向

三、汞的危害

汞及其化合物都是有毒物質(zhì),在一般情況下多為慢性中毒。汞主要影響人的神經(jīng)中樞系統(tǒng)，會(huì)發(fā)生齒齦炎、腹瀉、心神不定、顫抖等癥狀。毒性的是汞的烷基化合物-甲基汞二甲基汞。它被人體吸收后大部分積聚于腦髓中,其中毒癥狀開始是疲乏頭昏易怒,隨后發(fā)生顫抖、手腳麻痹、吞咽困難、耳聾、視力模糊、肌肉運(yùn)動(dòng)失調(diào),嚴(yán)重者會(huì)情緒紊亂語言不清甚至導(dǎo)致死亡。

四、含汞廢水的組成

VCM合成工段中各環(huán)節(jié)含汞廢物分布情況如下圖所示，含汞廢水包括：抽觸媒廢水、沖洗水、水洗塔水、堿洗塔堿水等多種廢水。各股廢水間歇排放，有酸性的，有堿性的，有中性的，性質(zhì)各不相同，廢水的汞含量隨生產(chǎn)負(fù)荷與氯化汞觸媒的性能變化也會(huì)有一定的波動(dòng)，一般在5mg/l以下?？傮w水量較小，10-20萬t/a，PVC生產(chǎn)裝置的含汞廢水量在1-5m3/h。

圖3 電石法氯乙烯合成工段汞流失及衍生的含汞物

4.1 PVC含汞廢水水質(zhì)情況

廢水鹽分：>100000mg/l

主要為NaCl（占95%以上）

PH值6-9

懸浮物<15mg/l

汞含量≤1ppm

包括Hg2+、Hg+、絡(luò)合汞

流量1-5m3/hr 一般情況水量不會(huì)很大

4.2含汞廢水的治理

廢水中的汞一般以化合物形式存在，分為有機(jī)汞和無機(jī)汞兩大類，從廢水中除去有機(jī)汞的方法還處于研究階段，而除去無機(jī)汞的方法很多。每種處理技術(shù)的效果和經(jīng)濟(jì)性與多種因素有關(guān)，如汞的化學(xué)性質(zhì)，初始汞濃度廢水中共存的其他成分以及要達(dá)到的汞去除率等。

常用的處理技術(shù)有硫化物沉淀法、離子交換法、吸附混凝法以及還原過濾法、活性炭吸附法、微生物濃集法、羊毛吸收法等。

電石法PVC廠家現(xiàn)常采用兩種或者幾種方法相結(jié)合的方式來治理汞污染，如：

圖4含汞廢水傳統(tǒng)處理工藝流程

而面對當(dāng)前環(huán)保部門更高、更嚴(yán)的要求，國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)(《燒堿、聚氯乙烯工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB15581-2016)表6要求，汞含量<0.003mg/L，即3ppb以下)），傳統(tǒng)常規(guī)工藝一般都達(dá)不到處理要求。

特種除汞離子交換樹脂可以將廢水中的汞含量降低到5ppt以下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，解決了含汞廢水帶來的潛在環(huán)境隱患，降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了零汞或微汞排放。

圖5 PVC含汞廢水處理工藝

我國面臨汞污染防治以及履行國際汞公約的雙重壓力，迫切需要開展汞污染特征、環(huán)境過程及減排技術(shù)原理的研究，在無汞催化劑尚未研究成功的形勢下，電石法PVC企業(yè)必須應(yīng)用新技術(shù)、新工藝加強(qiáng)汞污染的專項(xiàng)治理。

五.除汞特種離子交換樹脂介紹

一款為了從工業(yè)廢水中去除回收汞而專門開發(fā)的螯合樹脂。

一款擁有聚乙烯異硫脲官能基的大孔樹脂，這種樹脂對汞有的選擇性。鈉，堿土，鐵銅等重金屬等是不能干擾其對汞選擇去除回收的。

主要應(yīng)用在酸性廢水除汞，適用的PH值范圍是0-7，這款樹脂本身不可再生，但是由于其極大的交換量決定了它可以長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，樹脂對于汞交換容量可達(dá)到150g/l，對于低濃度的含汞廢水出水標(biāo)準(zhǔn)可以做到5ppt，可以徹底解決廢水除汞的難題。

一款含有附著甲基硫醇聚苯乙烯共聚物架構(gòu)的非常耐用的大孔型樹脂。

通過形成穩(wěn)定的硫醇鹽來選擇性去除回收汞。此樹脂在廣泛的PH（0-14）范圍內(nèi)都是穩(wěn)定的，并且汞的離子形態(tài)幾乎不影響樹脂的吸附能力。并且很容易用濃鹽酸（10-15%）再生。

其優(yōu)越的物理性能決定了其較長的使用壽命，一般可使用3-5年，其硫醇的官能基對汞有極強(qiáng)的選擇性，交換容量可達(dá)150g/l，出水水質(zhì)可做到5ppt，是一種的除汞材料。