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酸洗廢水處理方法

  • 硫酸廢液的處理

鋼鐵工業硫酸洗液處理工藝主要有中和法、硫酸鐵鹽法、有機溶液萃取法、滲析法、離子交換法等方法。后面三種方法尚處于試驗研究階段,工業應用較多的是硫酸鐵鹽法生產硫酸亞鐵、聚合鐵及顏料等產品。

1.1 中和法

1.2 硫酸鐵鹽法

1.3 擴散滲析—隔膜電解

1.4 氧化鐵紅硫銨法

1.5 濕地法

1.6 生物法

2、鹽酸廢液的綜合利用研究

處理硫酸酸洗廢水的方法如中和法、結晶法等均可用來處理鹽酸酸洗廢水。但鹽酸具有揮發性,還有一些新的處理方法。

2.1 高溫焙燒法

2.2 魯奇法

2.3 薄膜蒸發法

2.4 蒸餾法

3、硝酸、氫氟酸混合廢液的綜合利用

硝酸—氫氟酸混合廢液的綜合利用技術,現已成熟的有中和回收法、氟化鐵鈉法、離子交換樹脂法、溶劑萃取法、減壓蒸發法和硝酸、氫氟酸分別完全回收法等。

硫酸洗液中和處理法

早期,對于含酸1%以下的酸性工業廢水一般采用化學中和法進行處理。具體方法有:酸、堿廢水中和、投藥中和、過濾中和等。其中過濾中和一般適用于含油和鹽較少,含酸濃度不高(硫酸小于2g/L鹽酸、硝酸小于20~30g/L)的酸性廢水,該法一般不用于鋼鐵酸洗廢水處理。前兩種方法的處理原理和優缺點等見表1。

處理鋼鐵酸洗廢水最常用的是石灰中和法,向廢水中添加消石灰將廢水進行中和,使PH值達到5.6~6.5之間,達到國家排放標準后排放。

中和法簡便易行,但是存在下列問題:管理繁瑣,不易控制,廢水處理量受到限制;廢水中的硫酸、水、FeO、Fe3O4和FeSO4未能利用;處理過程中生成的氣體擴散,引起二次污染;污泥量大,剩下的鹽類殘渣處理困難。故而人們一直在尋找有效解決這些問題的新途徑。

1996年上海滬昌鋼鐵有限公司一軋廠采用電石渣處理酸洗廢水。具有中和反應易控制,產生的沉淀物固液分離性能好,易脫水等優點。中和后的廢水經“戈爾”薄膜液體過濾器進行表面過濾,懸浮物和重金屬離子去除率高,出水質量好。經22個月運行,證明該工藝運行費用低,占地面積小,解決了酸洗廢水PH值偏低、金屬離子去除及懸浮物超標等問題。處理后的廢水全部返回循環使用,較理想地解決了軋鋼酸洗廢水處理和回用的難題。

硫酸洗液硫酸鐵鹽處理法

硫酸鐵鹽法

此法的特點是廢液中的鐵能夠再利用,因此,受到研究人員重視,逐漸形成了較成熟的實用技術。以下六種方法,已投入生產實踐。

  • 濃縮-過濾-自然結晶法又名鐵屑法,先將硫酸廢液與鐵屑置于一個反應槽中充分反應,再將溶液加熱到100℃,反應2h,再加熱濃縮后自然冷卻,使硫酸亞鐵結晶析出,最后由甩干機脫水烘干。

該法可以從酸洗廢水中回收低、中、高三級硫酸亞鐵,供工農業、醫藥、化學試劑用。具有簡單易操作、投資少、費用低等優點,但只能回收硫酸亞鐵,不能回收硫酸,處理能力小;產品質量差、生產周期長,比較適合于鄉鎮企業小型生產。首鋼特殊鋼公司采用該法處理軋鋼酸洗廢液,經離心甩干后,殘液含酸濃度為0.5%,硫酸亞鐵為150~170g/L。

  • 浸沒燃燒高溫結晶法

該法的主要原理是將煤氣和空氣燃燒,產生高溫煙氣,直接噴入廢酸水,使水分蒸發,濃縮了硫酸,同時析出硫酸亞鐵。

在二十世紀六七十年代,上海、天津、吉林等地采用浸沒燃燒高溫結晶法將濃度12%~15%廢酸提高到45%~57%,同時生產含一個結晶水的硫酸亞鐵(FeSO4·H2O)。該法的優點是熱效高,再生酸濃度高,設備較易解決;缺點是酸霧大,需用可燃氣體,較適用于處理量大的廢酸。

  • 蒸汽噴射真空結晶法

將廢酸液用霧化效率高的噴頭噴射到燃燒著的火焰上,使水分蒸發,一般可得到約35%的硫酸和部分FeSO4·H2O。其工作原理是:通過蒸汽噴射器和冷凝器,使蒸發器和結晶器保持一定的真空度。

當溫度適宜廢液通過時,其中的水分在絕熱狀況下蒸發,從而濃縮了廢液,降低了廢液溫度,相應地降低了硫酸亞鐵的溶解度,增加了它的過飽和程度。同時蒸發器中由于硫酸的加入,使硫酸亞鐵的過飽和程度進一步提高。在此情況下,硫酸亞鐵結晶析出。此方法要求使用的材質有較高的耐腐蝕性,易于產生二次污染或運行不穩定而不能正常生產。

  • 蒸發濃縮-冷卻結晶法

其基本原理是利用負壓蒸發濃縮廢液,然后在低溫下從廢液中析出硫酸亞鐵結晶并得到再生硫酸。適用于回收大型鋼鐵廠的酸洗廢液中的硫酸亞鐵和硫酸。

二十世紀70年代初,上鋼三廠在上海市政工程設計院的協助下,制訂了蒸發濃縮-冷卻結晶-鹽酸分離工藝。整個過程不產生二次污染,達到無害化處理的要求,具有良好的經濟效益和環境效益。

  • 調酸-冷凍結晶法

冷凍結晶處理硫酸酸洗廢液,是通過控制硫酸亞鐵從廢液中結晶的條件,使硫酸亞鐵結晶分離。達到凈化酸洗廢液及回收硫酸亞鐵的效果。其主要流程是向廢酸洗液中加濃硫酸,使硫酸的重量百分比濃度調至22%~25%,再用致冷法使廢液溫度由20~40℃降至0~3℃,以降低硫酸亞鐵的溶解度并結晶析出,經過濾固液分離。回收硫酸亞鐵,并將除去硫酸亞鐵的再生酸回用。調酸-冷凍結晶法具有工藝流程短、設備投資省、動力消耗小、勞動定員少、運行費用低和易操作、無二次污染等優點。適合我國中小型企業少量鋼材硫酸酸洗廢水的治理。是二十世紀八九十年代國內外較多鋼鐵企業采用的比較成熟的方法。鐵道部隆昌工務器材廠自1985年冷凍結晶廢酸洗液處理系統投入運行以后,運轉一直正常,并取得明顯的經濟效益和環境效益。根據該廠的鋼材酸洗量計算,該廠每年可回收硫酸亞鐵約320t再生硫酸約250t每年的經濟效益達4萬元,扣除電費及人工工資略有盈余。更重要的是,酸洗廢液不再排放,大大降低了對環境的污染,取得明顯的環境效益。

(6)堿液-硫酸亞鐵共沉淀法該法是將中和法和硫酸亞鐵法結合起來處理酸性廢水的。其基本原理是:在廢水中加入堿液或石灰以中和酸性廢水,生成硫酸鈉。生成的硫酸鈉仍具有一定的溶解度,需投入聚丙烯酰胺絮凝劑,使金屬離子聚集沉降。采用兩級處理,將第一級處理所得的沉渣用攪拌器攪拌,以破壞沉淀與液相中離子的平衡,再經中和塔,使其充分反應,再進行第二級沉降處理,以獲得較好的效果。本法適合于處理含硫濃度較高的酸性廢水。1995年建成的寧波和森鋼管有限公司,同時建成酸性廢水治理裝置,廢水處理能力達10t/h,占地面積約300m2,總投資17萬元。

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