汞及其化合物具有高毒性和腐蚀性,鉴于汞可在大气中可作远距离迁移,亦可在人为排入环境后持久存在,同时有能力在各种生态系统中进行生物累积,对人体健康和环境产生重大不利影响,因此含汞污水的处理问题已成为全球环境保护的重要课题,我国许多高含汞气田会产生大量的含汞污水,处理不当会对环境和人体健康造成巨大的损害,但国内对含汞气田污水处理工艺技术的研究处于起步阶段,尚无成熟的工艺应用;本文通过分析国内外含汞污水处理工艺技术,开展KL2气田含汞污水现场试验及KS气田含汞污水处理加剂方案实验,提出KS气田含汞污水处理方案,有利于控制含汞气田污水中的汞排放。本文调研了国内外相关的资料,掌握了含汞污水处理的研究现状及进展,分析评价了硫化物沉淀法、絮凝沉降法、螯合物沉淀法吸附法、离子交换树脂法、膜分离法等处理工艺原理及特点,硫化物沉淀法无法控制硫化物过量程度;絮凝沉降法受水质影响大,污泥处理难度大,成本高;在高矿化度、高有机物的含汞气田污水处理中,吸附法易结垢堵塞,导致使用寿命减少,成本升高;离子交换树脂不适合溶解固体多的污水,有机物也能造成树脂的污染;膜分离法对进水水质要求严格,也不适用于气田含汞污水的初级处理;工程应用中,常根据实际情况,组合使用几种脱汞方法,形成一个综合处理方案具有较大优势,且将除油、除悬浮物技术与污水脱汞技术相结合;螯合沉淀法流程简便、处理效果好、处理费用较低,且与汞形成沉淀产物稳定,在重金属污水处理中具有较大优势。利用KL2气田设计的5m3/h含汞污水处理试验装置做现场实验,分析、评价含汞污水处理试验装置现场实验及应用效果;检测分析运行中各个设备进出口的水质情况,获取KL2含汞污水处理试验装置的实际运行数据;现场试验结果表明:絮凝沉降作为高含汞污水的预处理方法,能够有效去除原水中大部分汞,但是未经吸附的出水汞含量仍然较高;该套试验装置在KL2气田含汞污水处理试验中,将除油、除悬浮物技术与污水脱汞技术相结合,形成一个综合处理方案,采用絮凝沉淀法与吸附法组合使用,有效降低了含汞污水处理运行成本,操作简单;但是KL2实验加剂方案不能够适用于特殊工况下的含汞污水处理,吸附做为气田污水处理也存在一些问题。对KS含汞污水处理加剂方案进行实验研究,实验设计了适用于KS天然气处理厂含汞污水的组合加剂方案:聚合氯化铝(SM-2)、2000万分子量阴离子聚丙烯酰胺(PM-2)以及ZJS-1型重金属离子捕集剂联用可以有效提高絮凝沉淀过程的脱汞效果和悬浮物去除效果,且新加剂方案能够处理特殊工况下的含汞污水;实验中优选出三种药剂的最佳加剂顺序为:无机絮凝剂、重金属离子捕集剂、有机絮凝剂,优选出各种药剂的最佳加量为:SM-2加剂量为90mg/L,ZJS-1加剂量为2ml/L,PM-1加剂量为2mg/L。考察了pH值、温度、氧化剂对对新加剂方案处理含汞污水的影响,较为经济的做法是控制pH值在7左右;氧化剂对处理效果有较大的提升,氧化剂的加剂量在400μl/L;水处理剂能够在20℃～60℃内有效处理含汞气田污水。连续15天对组合加剂方案进行现场实验表明,组合加剂方案在KS含汞污水处理中能够有效保证经处理后的汞含量在10μg/L以下,且水质稳定,能够满足含汞污水处理要求。本论文依据KS气田水质特征、室内加剂方案及KL2含汞污水处理试验装置实验结果,提出了适合KS气田含汞污水处理改进方案,在原有工艺上改变加剂方案,取消油水分离器及吸附装置;将改进后的新工艺和原有工艺的工程投资及年运行费用等进行对比发现,工程投资降低了 44%,年运行费用降低了 21%。