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硫酸工业废水处理技术综述

2010-08-28 11:40:23

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  1、背景介绍


  硫酸是重要的基础化工原料之一,是化学工业中最重要的产品,主要用于制造无机化学肥料,其次作为基础化工原料用于有色金属的冶炼、石油精炼和石油化工、纺织印染、无机盐工业、某些无机酸和有机酸、橡胶工业、油漆工业以及国防军工、农药医药、制革、炼焦等工业部门,此外还用于钢铁酸洗。


  2003年,我国硫酸产量达到3371.2万t,比上年增产320万t,增长10.5%,摆脱了长期以来位居次席的地位,超越美国的3050万~3100万t。但是硫酸生产污染严重,而以硫磺为原料则可使净化污水中不含砷、氟重金属等杂质,易达到排放标准。但硫铁矿制酸毕竟是我国硫酸生产的重头戏,我国必须对硫铁矿制酸加大科技投入,依托科技创新改进生产工艺,降低成本,有效利用我国资源优势,尽量减少进口,降低对国际市场的依赖。


  硫酸工业加强环境污染的治理,严格评价硫铁矿制酸工艺,控制污物排放量也是行业工作重点。硫铁矿制酸污染严重的原因不仅仅在于工艺,我国现有的硫酸生产厂家近600个,多数规模小、布点 广泛,不仅不利于管理,还给周围环境造成极大的危害,部分小硫酸厂废气、废水排放超标。据报道,国内工业硫酸已供大于求,但一些企业对市场缺乏必要的预测和论证,只顾及眼前利益,依旧建设新装置和扩大生产规模,同时受进口化肥、硫酸的冲击,供大于求的局面日趋严重。各自为政、混乱生产致使有些企业 产品出厂检验手段不规范。一方面是企业面临严峻的治污任务,一方面是有些企业盲目上马,如此恶性循环的原因就是行业缺乏有序的宏观调控,大量的资金搁置在生产过剩产品的工艺上,与其如此,莫不如增加技术改造的投入,通过大型化、集约化和科技创新改进现有工艺,有效利用资源;消灭污染,加强环境治理。


  2、处理工艺技术概述


  硫酸工业废水的处理,通常均采用中和法处理工艺,而中和法处理系统一般分成三个组成部分:中和药剂的制备和投配、中和反应及沉降、污泥处置等。


  中和硫酸废水的药剂有生石灰、石灰石、电石渣等,最常用的仍是生石灰,优点是经济,缺点是在使用时,环境卫生较差。在中和反应之前,需将生石灰配制成一定浓度的石灰乳溶液。


  中和反应的工艺技术,将依据废水水质来确定,最常用的是石灰法和石灰-铁盐法。


  污泥处置一直是硫酸废水处理中较难解决的课题。近几年来,随着新的污泥脱水设备的出现,已有了较大的进展。另外,有的厂将沉降槽排出来的湿污泥,替代工业冷却水,直接送入焙烧工段中的排渣增湿器中,省去了污泥脱水系统。随着技术的进步,国外技术和设备已在硫酸污水中成功运行,例如采用美国戈尔公司的技术膜分离技术,将中和处理后介质进行过滤、固液一次分离,出水清澈,透明,达到国家排放标准,可以循环使用,实现废水的零排放。


  对含有As及重金属的硫酸废水,国外一般采用氧化-铁盐-石灰法多级处理方法。先将As3+氧化成溶解度及毒性较低的As5+。然后通过加入Fe盐石灰乳,使之分别产生砷酸钙沉淀去除As,同时沉淀析出Cu,Ag,Pb,Au等贵重金属。


  3、前景展望,齐齐哈尔水处理设备,齐齐哈尔碱性水设备


  以往国内制酸净化流程大多数为水洗净化工艺,该工艺的最大缺点是废水危害严重,通常每产1t酸,外排废水5-15t。但现在水洗净化工艺早已被酸洗净化工艺所代替。酸洗净化工艺的排污酸量一般可减少到30-50l/t,相当于水洗净化时的1/200-1/300,因此处理工艺可大为简化。


  水洗净化投资费用虽低于酸洗净化,但操作费用高,废水排放量大,而且这种含水量大的污泥处理比较困难,因此新建工程或老厂技术改造都应优先考虑采用酸洗净化工艺。


  由于酸洗净化工艺投资较大,操作要求高,新建的小型硫酸厂很多仍采用水洗净化工艺。就目前来说,国内净化流程中仍以水洗净化为主,因此必须加强这种流程的废水处理,使之达到标准后才排放。废水中砷、氟含量不高时可用石灰中和法,此法最为简单。如用此法达不到要求时则采用石灰-铁盐(再加絮凝剂)法。石灰-铁盐法处理的废水中砷、氟含量太高(如用高砷硫酸铁矿制酸)时仍达不到排放要求。因此硫铁矿中砷、氟含量不能超过硫铁矿专业标准的规定值。至于硫化法虽然净化效率高,能回收有色金属,但投资大,流程复杂,操作费用和操作技术要求都较高,目前不建议在硫铁矿制酸厂中采用。


  石灰法和石灰-铁盐法处理废水时生成的污泥,经沉淀过滤后,含水分在50%以上。对于这种量大而水分又高的污泥处理比较困难。如堆置则不但占用大量场地,而且会引起二次污染,这是采用水洗净化工艺必须解决的一个课题。某化工厂利用这种污泥生产水泥不会引起砷的二次污染,将中和沉淀后的污泥浆全部送入增湿器代替清水而加入热烧渣中,与烧渣一起供给水泥厂。目前国内已有一些硫酸生产系统采用此法处理污泥。此法不但简化工艺,消除污染,而且可对资源进行综合利用。

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