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酸洗废水处理解决方案

2020-09-04 08:57:10 益达滤材 阅读

    酸洗工序是镀锌、电镀、金属制品、机械制造、钢铁、金属材料等行业必不可少的工艺。酸洗废水通常包括:脱油(脂)废水;盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、磷酸等单酸或几种混酸废水;冲洗废水和纯化废水。

    各行业企业根据产品不同,在脱脂、磷酸、纯化工艺中加入化学添加剂等辅助材料。

一、酸洗废水现状

    金属元件毛坯在进行表面电镀、喷涂、轧制前一般都要经过酸洗,以去除表面的氧化物。不同的工件或不同的加工要求使用的酸的种类和浓度亦不同,如清洗钢铁工件或毛坯一般用硫酸,浓度为250g/L,加热到70℃清洗,其废液中含有硫酸(100-150g/L)、硫酸亚铁(200-250g/L),含有氧化铁皮和油污等,有的盐酸清洗废液中一般含FeCl(280-150g/L),含盐酸(10-50g/L),不锈钢毛坯或工件一般用硝酸和氢氟酸混合液清洗。

二、酸洗废水排放要点

酸洗废水的排放必须引起足够的重视,采取的主要措施如下:

    1)酸洗槽内外以及地面均采用PP板衬贴,勾缝密实,杜约了废水因渗漏而进入地下水体。

    2)在酸洗槽旁设废水收集沟,收集因跑、冒、滴、漏产生的废水和镀液,全部排入废水池集中处理。

    3)根据废水水质的特点,选用技术成熟、运行可靠、经济合理的处理工艺。

    4)为了进一步减少污染物排放,节约水资源,处理后出水送到高位水箱,70%回用至酸洗车间,30%排放。

    5)废水处理产生的污泥含有毒有害类物质,属危险废物,若处理不当,会造成二次污染问题。所以在处理好废水的同时,也必须为污泥找到出路。考虑先将污泥压干,集中堆放。然后委托有资质单位统一处理。

三、酸洗工业废水处理方式

    首先根据国-家标准确定处理方式:各地环保局根据当地水域功能区划对不同种类企业制定不同的排放标准。在同一地区,不同行业排放物质和排放标准不同,酸洗企业必须根据排放标准,制定处理模式和具体内容。

    其次根据企业经济效益确定处理方式:企业产品不同经济效益相差很大,同样是酸洗,铟、铍、镍、钛与普通碳钢,产品利润较多,综合利用回收贵金属价值远远大于废酸回收价值。根据企业情况决定酸、盐分离或金属回收等处理方式。

1)硫酸洗液中和处理法

    早期对于含酸1%以下的酸性工业废水一般采用化学中和法进行处理。具体方法有:酸、碱废水中和、投药中和、过滤中和等。其中过滤中和一般适用于含油和盐较少,含酸浓度不高(硫酸小于2g/L盐酸、硝酸小于20~30g/L)的酸性废水,该法一般不用于不锈钢酸洗废水处理。

    处理钢铁酸洗废水常用的是石灰中和法,向废水中添加消石灰将废水进行中和,使PH值达到5.6~6.5之间,达到国-家排放标准后排放。

    中和法简便易行,但是存在下列问题:管理繁琐,不易控制,废水处理量受到限制;废水中的硫酸、水、FeO、Fe3O4和FeSO4未能利用;处理过程中生成的气体扩散,引起二次污染;污泥量大,剩下的盐类残渣处理困难。故而人们一直在寻找有效解决这些问题的新途径。

2)硫酸洗液硫酸铁盐处理法

    此法的特点是废液中的铁能够再利用,因此,受到研究人员重视,逐渐形成了较成熟的实用技术。以下六种方法,已投入生产实践。

浓缩-过滤-自然结晶法:又名铁屑法,先将硫酸废液与铁屑置于一个酸洗槽中足够反应,再将溶液加热到100℃,反应2h,再加热浓缩后自然冷却,使硫酸亚铁结晶析出,后由甩干机脱水烘干。

    该法可以从酸洗废水中回收低、中、高三级硫酸亚铁,供工农业、医药、化学试剂用。具有简单易操作、投资少、费用低等优点,但只能回收硫酸亚铁,不能回收硫酸,处理能力小;产品质量差、生产周期长,比较适合于乡镇企业小型生产。首钢特殊钢公司采用该法处理轧钢酸洗废液,经离心甩干后,残液含酸浓度为0.5%,硫酸亚铁为150~170g/L。

浸没燃烧高温结晶法:该法的主要原理是将煤气和空气燃烧,产生高温烟气,直接喷入废酸水,使水分蒸发,浓缩了硫酸,同时析出硫酸亚铁。

    在二十世纪六七十年代,上海、天津、吉林等地采用浸没燃烧高温结晶法将浓度12%~15%废酸提高到45%~57%,同时生产含一个结晶水的硫酸亚铁(FeSO4•H2O)。该法的优点是热效高,再生酸浓度高,设备较易解决;缺点是酸雾大,需用可燃气体,较适用于处理量大的废酸。

蒸汽喷射真空结晶法:

    将废酸液用雾化效率高的喷头喷射到燃烧着的火焰上,使水分蒸发,一般可得到约35%的硫酸和部分FeSO4•H2O。其工作原理是:通过蒸汽喷射器和冷凝器,使蒸发器和结晶器保持一定的真空度。

    当温度适宜废液通过时,其中的水分在绝热状况下蒸发,从而浓缩了废液,下降了废液温度,相应地下降了硫酸亚铁的溶解度,增加了它的过饱和程度。同时蒸发器中由于硫酸的加入,使硫酸亚铁的过饱和程度进一步提高。在此情况下,硫酸亚铁结晶析出。此方法要求使用的材质有较高的耐腐蚀性,易于产生二次污染或运行不稳定而不能正常生产。

蒸发浓缩-冷却结晶法:其基本原理是利用负压蒸发浓缩废液,然后在低温下从废液中析出硫酸亚铁结晶并得到再生硫酸。适用于回收大型钢铁厂的酸洗废液中的硫酸亚铁和硫酸。

调酸-冷冻结晶法:

    冷冻结晶处理硫酸酸洗废液,是通过控制硫酸亚铁从废液中结晶的条件,使硫酸亚铁结晶分离。达到净化酸洗废液及回收硫酸亚铁的作用。其主要流程是向废酸洗液中加浓硫酸,使硫酸的重量百分比浓度调至22%~25%,再用致冷法使废液温度由20~40℃降至0~3℃,以下降硫酸亚铁的溶解度并结晶析出,经过滤固液分离。回收硫酸亚铁,并将除去硫酸亚铁的再生酸回用。调酸-冷冻结晶法具有工艺流程短、设备投资省、动力消耗小、劳动定员少、运行费用低和易操作、无二次污染等优点。适合我国中小型企业少量钢材硫酸酸洗废水的治理。是二十世纪八九十年代国内外较多钢铁企业采用的比较成熟的方法。

碱液-硫酸亚铁共沉淀法:该法是将中和法和硫酸亚铁法结合起来处理酸性废水的。

其基本原理是:在废水中加入碱液或石灰以中和酸性废水,生成硫酸钠。生成的硫酸钠仍具有一定的溶解度,需投入聚丙烯酰胺絮凝剂,使金属离子聚集沉降。采用两级处理,将上一级处理所得的沉渣用搅拌器搅拌,以破坏沉淀与液相中离子的平衡,再经中和塔,使其足够反应,再进行第二级沉降处理,以获得较好的作用。本法适合于处理含硫浓度较高的酸性废水。

    随着全球范围水资源短缺的加剧,以及人们对环保的重视和对污染治理力度的足够,酸洗废水处理技术的研究与应用已得到了迅速的发展,虽然处理方法越来越多,但各种方法都有其局限性,有些工艺还尚未成熟。因此,应根据酸洗废水的性质、特点,采取有效的技术进行处理,并兼顾成本、操作便利性及处理作用,以此在保证作用的同时,做到经济合理、科学可行。