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酸洗廢水處理技術文獻綜述

酸洗廢水處理工藝涉及:

根據酸洗介質的不同,酸洗廢水可能含有以下幾種成分,即鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、氫氟酸、檸檬酸、氨基磺酸、乙二胺四乙酸、甲酸和乙酸、表面活性劑、銅絡合劑、緩蝕劑、清洗後的金屬氧化物和沈積在鍋爐受熱面上的各種水(鹽)垢。酸洗廢水的處理應包括中和酸度、去除重金屬離子等。下面根據酸的種類和涉及的對象來介紹。

酸洗廢水處理工藝:

1、鹽酸、硝酸和硫酸廢水

用鹽酸、硝酸或硫酸作酸洗介質時,廢液可直接用廢水池中的液態工業氫氧化鈉中和至pH 6 ~ 9,氯化鈉、硝酸鈉或硫酸鈉的反應產物為無害的鹽類,可直接排放。

酸洗過程完成後,酸洗廢水中會殘留2% ~ 4%的酸。燃煤電廠也可將酸洗廢水直接排入鍋爐沖灰池,利用這些殘酸清洗沖灰管道,與沈積在灰管上的碳酸鈣反應,進壹步消耗酸洗廢水中溶解的殘酸、有機緩蝕劑、酸洗雜質和重金屬離子,同時被煤灰吸附固定在灰場。如果灰場的灰水仍有酸性,可通過加堿將灰水的pH值調至6 ~ 9。

2、磷酸廢液

用磷酸作酸洗介質時,可加入過量的熟石灰或石灰乳中和廢液,反應生成磷酸鈣沈澱,降低廢水中磷酸鹽的含量。收集沈澱物被濃縮和脫水,擠壓成塊,並埋在安全的地方。

3.廢氫氟酸溶液

氫氟酸清洗廢液的主要問題是溶液中氟離子含量過高,必須進行處理。根據所用化學藥品的不同,處理方法分為石灰法、石灰-鋁鹽法和石灰-磷酸鹽法。其中以混凝沈澱法處理較為常見。

(1)石灰法。利用過量的熟石灰或石灰乳與氫氟酸反應生成氟化鈣沈澱,即生石灰粉(CaO)或石灰乳[Ca(OH)2]與含氟廢水混合生成氟化鈣沈澱,從而去除廢液中的氟離子,是最經濟有效的處理方法。石灰的加入量應高於按反應式計算的理論量,約為廢液中氟含量的2.2倍。所用生石灰中氧化鈣含量應在70%以上,粉狀生石灰中氧化鈣含量應在85%以上。氫氟酸廢液的處理應在廢水沈澱池中進行,使用的沈澱池和通道應進行防滲處理。在處理過程中,將石灰粉或石灰乳投入沈澱池中,充分混合攪拌,使反應完全。需要註意的是,石灰法處理的含氟酸性廢液中仍有20mg/L的氟離子。為了提高除氟效率,在加入石灰的同時加入壹定量的氯化鈣或硫酸鋁,可以使氟離子沈澱更完全,直至遊離氟離子小於10mg。

(2)石灰-鋁鹽法。當廢液排放量較大時,應采用這種方法。應在廢液中加入石灰乳調節pH值至6 ~ 7.5,然後加入硫酸鋁或聚合氯化鋁等鋁鹽絮凝劑。利用生成的氫氧化鋁膠體吸附懸浮的氟化鈣細顆粒和氟離子形成沈澱,這種方法比單純加石灰除氟效果更好。

(3)石灰-磷酸鹽法。先在廢液中加入磷酸二氫鈉、六偏磷酸鈉、過磷酸鈣等磷酸鹽,再加入石灰生成不溶的磷石灰等沈澱,去除氟離子。

(4)其他方法。通過活性炭吸附和陰離子交換樹脂處理,可以去除大量低氟含量的含氟酸洗廢液。但這種處理方法的問題是生成的氟化鈣成為固體廢物,在有水的情況下,會長期溶解氟離子,可使溶解的氟離子超過5 mg/L,如果是在高氟地區,就更要註意這個問題。在雨水少、地下水位低的地區,可送至貯灰場處理。因為灰場已經考慮了防滲和灰中氟化物的影響,不構成地下水汙染。不允許直接在沙地上挖坑處理廢液。鑒於廢液處理困難,壹般不推薦氫氟酸清洗。

4、檸檬酸廢液

(1)與煤混合進行燃燒處理。檸檬酸清洗廢液中含有的汙染物是其自身的化學耗氧量、緩蝕劑帶來的汙染物以及清洗下的鐵和銅。清洗液的pH值在3.5 ~ 4的較低範圍,不符合排放標準。檸檬酸是壹種相當穩定的有機酸,用常規的氧化方法不易分解破壞,但它是壹種碳氫化合物,在高溫下可以通過燃燒被氧化分解。

檸檬酸清洗廢液在鍋爐爐內用專用燃燒器燃燒分解時,其他緩蝕劑也能分解,鐵和銅轉化為氧化物進入飛灰和爐渣。為防止燒嘴的酸腐蝕,檸檬酸清洗廢液應調節pH值至7 ~ 9,然後用專用燒嘴霧化送入爐內與煤粉壹起燃燒。根據相關資料,以壹臺670t/h的鍋爐為例,以2 ~ 4t/h的流量摻入廢液,不會影響鍋爐燃燒。在幹燥多風地區,中和後的檸檬酸清洗廢液也可作為防塵水噴灑在煤場上,與煤壹起焚燒。

(2)廢液也可排入鍋爐沖灰池與灰水混合後排入灰場,利用粉煤灰的吸附作用將檸檬酸(有機物)固定在粉煤灰上。

(3)通過氧化降低COD。在廢液中加入雙氧水、次氯酸鈉或漂白粉,氧化化學清洗廢液中的有機物也有很好的效果。具體步驟如下:

1)在廢液中加入雙氧水或次氯酸鈉,氧化廢液中的有機物。如果廢液中含有Fe2+,也會被氧化成Fe3+。

2)向廢液中加入燒堿、石灰乳等中和劑,調節pH值至10 ~ 12,呈堿性,然後通入壓縮空氣攪拌,以促進有機物的進壹步氧化,使Fe2+完全氧化成Fe3+,生成Fe(OH)3沈澱。

3)向廢液中加入明礬、聚丙烯酰胺等混凝劑,使Fe(OH)3、Cu(OH)2和懸浮物全部絮凝沈降,同時測定COD值(此時COD值應降至300mg/L以下)。

4)為了進壹步氧化有機物,使COD值降至100mg/L以下,投加氧化劑過硫酸銨[(NH4) 2SO8],投加量為1.2kg/m3,通過通入壓縮空氣使有機物充分氧化。

5)最後用鹽酸調節溶液的pH值至6 ~ 9,廢液澄清後方可排放。

5、氨基磺酸廢液

氨基磺酸廢水需要處理時,可加入等摩爾量的亞硝酸鈉,氨基磺酸可被亞硝酸鈉氧化轉化為無害的硫酸氫鈉,再自行還原為氮氣,但要註意處理後的廢水中不應殘留過多的氨基磺酸或亞硝酸鈉。

6、乙二胺四乙酸(EDTA)廢液

EDTA廢液的處理應包括兩個部分:壹是先從廢液中回收EDTA;二是處理廢液中的肼、鐵、銅等雜質。

(1) EDTA回收率。使用後的EDTA廢液首先用硫酸法回收。當EDTA沈澱形成時,將上清液轉移到另壹個廢水池進行處理。

(2)廢液中殘留肼的處理。清洗EDTA時,通常會在清洗液中加入聯氨。因此,EDTA回收處理後廢液中仍會殘留肼,應加入氧化劑分解肼,使其變成無害成分。

7、甲酸和乙酸清洗廢液

有機混酸清洗廢液化學耗氧量高,而且都是碳氫化合物,有壹定的燃燒熱。也要像檸檬酸清洗廢液壹樣處理。將廢液中和至pH值6 ~ 9後,作為煤場防塵的噴淋水,與煤混合燃燒,以增加班內煤燃燒的熱量。

8、金屬離子廢水

如前所述,酸洗廢水的酸處理,實際的化學清洗廢水中含有較多的重金屬離子,因此也要進行適當的處理。重金屬離子的處理方法有氫氧化物沈澱法、硫化物沈澱法、氧化還原法和離子交換法,其中氫氧化物沈澱法應用廣泛,成本較低。

為了去除酸洗廢液中的銅、鐵等汙染離子,在酸洗廢液中加入液體工業氫氧化鈉、純堿和石灰,用壓縮空氣攪拌混合,同時可以氧化亞鐵離子,肼在鐵離子的催化下也可以分解。通過將溶液的pH值調節到高於65,438+00的合適範圍,重金屬離子如鐵和銅可以與氫氧根離子反應生成不溶於水的金屬氫氧化物沈澱。

此時銅離子會以氫氧化銅的形式沈澱出來,剩余銅離子的理論含量小於0.1 mg/L,可以滿足排放標準。三價鉻離子的氫氧化物是兩性氫氧化物,在過量的堿中會溶解,所以加堿後溶液的pH值要控制在8 ~ 9左右。調節溶液的pH值後,通過靜置沈澱可去除大部分重金屬離子,再用酸中和至pH值低於9後排放。如果補充過濾,去除效果更好。為了防止氫氧化銅部分溶解,排出液的pH值不應低於8。

對於含Cr6+的酸洗廢水,常加入亞硫酸氫鈉等還原劑將其轉化為Cr3+,在pH < 3時還原反應更快。生成硫酸鉻可溶於水,加入氫氧化鈉等堿性物質可生成不溶的Cr(OH)3沈澱,可從水中除去。加堿時,控制pH = 8 ~ 9。當pH > 9.2時,氫氧化鉻會再次溶解。

收集沈澱物被濃縮和脫水,擠壓成塊,並埋在安全的地方。