硫酸酸洗废水处理与回用工艺设计

第一作者:赵文生,男,1970年生,硕士,讲师,研究方向为水污染控制工程。硫酸酸洗废水处理与回用工艺设计赵文生1,2张凤君1王凤翔2(1.吉林大学环境与资源学院,吉林长春130026;2.吉林化工学院环境与生物工程学院,吉林吉林132022)摘要通过对吉林某汽车标准配件厂的废水进行处理及回用研究,设计了该厂酸洗废水处理及回用工艺,工程建设投资86.0万元,运行费用331400元/a,挽回资金流失1463550元/a,当年即可回收投资并创造可观的经济效益。通过加酸冷冻结晶法实现了酸洗废水中废酸回用的目的,并且有效地回收了FeSO4·7H2O,以进一步用于聚合铁等其他产品的生产,达到废物利用、生产用水零排放的目的。关键词酸洗废水回用冷冻结晶法TreatmentandrecyclingofautomotivepartspicklingwastewaterZhaoWensheng1,2,ZhangFengjun1,WangFengxiang2.(1.CollegeofEnvironmentandResources,JilinUniversity,ChangchunJilin130026;2.CollegeofEnvi2ronmentandBiologyEngineering,JilinInstituteofChemicalTechnology,JilinJilin132022)Abstract:ThepicklingwastewaterofanautomotivepartsplantinJilincontainedhighconcentrationsofresidualH2SO4(10%)andFeSO4(25%).AfteraddingconcentrateH2SO4tothewastewatertoraiseitsacidcontent,alargeamountofcrystallizedFeSO4·7H2Owasformedatareducedtemperature.TherecoveryofvaluableFeSO4·7H2Oandrecylingoftheliquidfractionforin2plantpicklingoperationmakeitveryattractiveofaprojectproposedfortreatmentandrecyclingofthe5000m3/apicklingwastewater.Theprojectishighlycosteffectivegiventheveryhighpotentialcostsaving(�1463550/year)againstthemodestcapitalcost(�860000)andoperatingcost(�331400/year).Keywords:PicklingwastewatersRecyclingFreezingandcrystallizationmethod吉林某汽车标准配件厂每年加工汽车用零部件而产生酸洗废水6000m3,富含H2SO4及FeSO4,碱中和后排入外环境,造成了严重的环境污染,同时浪费了大量的宝贵资源。对于钢铁企业酸洗废水处理,相关资料曾有原理性的报道[1,2],但无典型具体的可行性的工艺条件。针对该厂酸洗废水的具体情况,经过一段时间的实验研究,确定了其相应的处理工艺技术条件和工艺流程,并提出了相应的工业设计方案。1酸洗废水处理方法研究1.1酸洗废水水质分析钢材在加工前需酸洗去除表面的氧化物。由于H2SO4的氧化作用,生成的FeSO4浓度不断增高,H2SO4浓度不断降低,降低到一定浓度时需要更换,即产生酸洗废水,其中含有H2SO4和FeSO4。该厂酸洗废水水质见表1。1.2处理工艺可行性分析钢铁加工生产厂酸洗废水的处理方法通常有中和法和回收法,pH在2以上的通常采用中和法。该厂酸洗废水pH低、FeSO4浓度高,如果采用中和法,则中和药剂用量和渣量大,需用大量水稀释,场地和设备投资高,二次污染严重;而且中和法需对酸洗废水进行曝气氧化,而高浓度的FeSO4对曝气氧化过程不利,因此该厂酸洗废水不适合用中和法处理。表1酸洗废水基础数据Table1Typicalcompositionandgenerationrateofthepicklingwastewater指标基础数据水量/(t·d-1)20H2SO41)/%≤10FeSO41)/%≥25SS/(mg·L-1)120pH<1注:1)为质量分数,表3同。目前,回收法主要有真空浓缩冷冻结晶法(减压蒸发冷冻结晶法)、自然结晶2扩散渗析法、聚合硫酸铁法、加铁屑生产硫酸亚铁和加酸冷冻结晶法(无蒸发冷冻结晶法)等5种方法[3]。处理量较大的企业通常采用前4种方法,酸洗废水量少及FeSO