钢厂酸洗废液治理新工艺_万金保

钢厂酸洗废液治理新工艺南昌大学环化学院(江西南昌,330029)万金保[摘要]作者论述了纳滤膜法治理钢厂酸洗废液,回收硫酸亚铁,母液再生后,返回酸洗循环使用。节约了水资源,保护了生态环境。[关键词]纳滤膜;酸洗废液;废液治理[中图分类号]X757[文献标识码]B[文章编号]1005-829X(2000)05-0045-02NewtreatmenttechnologyofwasteacidpicklingliquorfromsteelworksWANJin-bao(NanchangUniversity,Nanchang330029,China)Abstract:Thispaperdiscussesthetreatmentofwasteacidpicklingliquorfromsteelworksbythenanofiltration(NF)membrane,recoveryFeSO4,andthecirculationofmotherliquor(20%H2SO4).Thewatersourceissavedandecologicalenvironmentisprotected.Keywords:nanofiltrationmembrane;wasteacidpicklingliquor;wastetreatment某钢厂在无缝钢管、园钢场、冷轧带钢等车间均设有酸洗工序,将钢材浸入硫酸浓度为20%左右的酸洗槽中进行酸洗。随着酸洗的进行,硫酸浓度逐渐降低,硫酸亚铁浓度不断增高,当溶液中H2SO4浓度降至6%～8%,生成的FeSO4浓度超过200～250g/L时,酸洗速率下降,酸洗液必须更换,从而形成了酸洗废液的排放。另外,酸洗好的钢材必须用清水冲洗以去除表面的酸性物质,由此又形成了废酸水的外排。该钢厂由于酸洗废液未经处理,直接排入下水道,与废酸水相互混合,一方面增加了处理设施的负荷和运行成本,另一方面对废酸水处理站的运行带来很大不利,技术上也增加了很多困难。致使该钢厂外排水无法达标,每年需缴排污费22.2万元。既造成了环境污染、又增加了经济损失。为了保护环境,节约资源,该钢厂采用了新型膜分离技术———纳米过滤(NF)工艺治理上述酸洗废液,回收了硫酸和硫酸亚铁,达到了酸洗废液综合利用,废酸水达标排放的目的。1纳滤工艺原理及流程1.1纳滤工艺特点膜处理技术包括反渗透(RO),超滤(UF)、微滤(MF)、渗析(O)和电渗析(ED)。近年来发展的纳米过滤(NF)介于反渗透与超滤之间,是一种由压力驱动的新型膜分离过程。纳滤技术具有下述特点:(1)在过滤分离过程中,能够截留小分子的有机物并可同时透析出盐,集浓缩与透析为一体。(2)操作压力低。因为无机盐能通过纳滤膜而透析,使得纳滤的渗透压远比反渗透低,这样,在保证一定的膜通量的前提下,纳滤所需的外压比反渗透低得多,可节约动力。(3)纳滤膜具有良好的耐热、耐酸碱性能,在有机溶剂中有较好的稳定性。工作温度可达80℃,在pH=0～14工作范围内,有较强的抗溶剂作用。1.2纳滤分离机理大多数的纳滤膜是由多层聚合物薄膜组成。活性层通常荷负电化学基团。一般认为纳滤膜是多孔性的,其平均孔径为2nm。通常分子量截留范围为100～300道尔顿MW。纳滤膜也显示建立在离子电荷密度基础上的选择性,因为膜具有离子选择性,含有不同离子的溶液,透过膜后离子分布是不相同的(透过率随其他离子浓度变化),此即为Donnan效应。例如在溶液中含有Na2SO4和NaCl时,纳滤膜优先截留SO42-离子,Cl-的截留随着Na2SO4浓度的增加而直线减少,同时为了保持电中性,Na+也会透过膜,在SO42-浓度高时,Na+的截留甚少。1.3纳滤工艺流程工艺流程见图1。废酸液集中于废酸池中,用泵打进粗滤器过滤,去除其中的固体悬浮物及细小微粒,流入混合槽中与来自离心机分离出的母液混合,电加热至50℃左右,由一级升压泵将其压力升至1.8MPa,经纳滤组件1,利用纳滤膜对硫酸和硫酸亚铁的截留率不同,将FeSO4·7H2O截留在浓缩—45—2000年5月第20卷第5期工业水处理IndustrialWaterTreatmentMay,2000Vol.20No.5液中,浓缩液引入冷却结晶罐,用冷却水降温至30℃后,浓缩液中FeSO4·7H2O则结晶,在离心机中与母液分开,然后用推车运入仓库,母液入混合槽,透过液再经对H2SO4截留率较高的纳滤组件2截留浓缩后成为含20%H2SO4的再生酸液,流入再生酸槽备用,纳滤组件2的透过液(其中H2SO4含量6.5g/L,FeSO4·7H2O含量0.21g/L)则排至废酸水处理站,进一步处理排放或回用。图1工艺流程2纳滤主要技术参数及影响因素2.1主要技术参数(1)粗滤:为预处理手段能够去除废酸液中的固体悬浮物