硫铁矿制酸废水处理工艺的优化

6川化2004年第4期硫铁矿制酸废水处理工艺的优化硫酸厂黄应文川化股份有限公司硫酸厂采用的是硫铁矿制酸生产工艺，生产能力为140kt／a，采用一转一吸、稀酸洗净化流程。生产过程中会产生含尘、重金属的酸性废水。随着国家环保要求的日益严格，硫铁矿制酸废水的治理问题越来越受到人们的重视。为此，我厂制定了只有一个废水排放口、废水达标排放、事故废水收集处理的废水治理目标，针对实际情况，因地制宜，对废水处理系统进行了一系列工艺优化和改进，确保了废水的稳定达标排放。1改进前的工艺状况及存在的主要问题1．1原废水处理工艺流程稀酸洗净化产生含尘、重金属的酸性废水(溶解有sO)约75m／h，经过吹出塔脱除sO：气体，采用废氨水或气氨中和后，用泵送至一级沉降池沉降，澄清水再流至二级沉降池沉降，二级沉降池溢流的清水排人3沟。沉淀下来的污泥经浓缩后，用泵送至矿渣增湿器增湿。废水处理流程见图1。图1原废水处理工艺流程1．2原废水处理系统存在的主要问题原废水处理系统存在的主要问题是NH一N和pH指标之间不能兼顾的矛盾以及重金属污染物不能有效处理。1．2．1NH3一N和pH指标不能兼顾我厂原废水采用废氨水或气氨中和处理，此方法既能解决废氨水的处理问题，又能降低废水处理的成本。但该处理方法存在这样一个问题，废水若中和至pH为6—9排放，则排放废水的NH一N指标将远远高于15mg／l的国家排放标准；若要使排放废水NH，一N指标达到国家排放标准，则废水只能呈弱酸性排放。也就是说，要使排放废水pH、NH一N指标同时达标，则只能选用其他碱源中和污水中的酸性物质。1．2．2重金属污染物不能有效处理采用氨中和处理法，废水中的氧化铁及铁盐在中和过程中生成氢氧化铁，重金属污染物与氢氧化铁絮凝成络合物，大部分能通过沉降池沉降。维普资讯http://www.cqvip.com2004年第4期川化7在硫铁矿品位较好时，重金属污染物基本能达标排放，但由于硫酸生产所用硫铁矿采用的是多个矿点原料，产地不同，其品位差异较大，个别矿点矿原料重金属含量较高，将导致废水中的重金属污染物排放指标波动，特别是废水的砷指标得不到有效控制，时有超标现象出现。实践也充分证明，氨中和处理法不是处理重金属污染物的有效方法。1．2．3废水沉降时间偏短我厂现有的两级沉降池分别为异向流和径向流，总容积为340m，废水停留时间仅约4．6h，且由于废水处理过程中未投加任何絮凝剂和混凝剂，使二级沉降池排放口清液悬浮物仍有超标现象，不能实现稳定达标排放。1．2．4浓相平流沉降池容积偏小我厂现有浓相平流沉降池容积(600m)较小，既要处理废水系统排出的浓相，又要处理含少量尘的冲地水，需要专人每天进行清淘；如再增加事故废水池的浓相处理，现有平流沉降池容积就更偏小；加之污泥量增加后，矿渣增湿器不能完全消化，一部分污泥也只能排入平流池继续沉降，也增加了平流池的负担。另外，平流沉降池排放口原采用沙袋闸水，由于沙袋易倒塌、缝隙不易闸死，也使排放口时有超标。上述诸多原因造成废水不能实现稳定达标排放。2改进后的废水石灰中和处理工艺原理及特点2．1处理方法及原理现硫酸行业净化废水普遍采用石灰铁盐中和法治理，即往含砷废水中按一定的铁砷比加入硫酸亚铁(或高铁)鼓风搅拌，用石灰调pH值，利用空气中的氧将部分三价砷氧化成五价砷，同时将亚铁氧化成高铁，混凝沉淀除去。污水中的硫酸、亚硫酸、亚砷酸、氟化氢等均与消石灰(石灰加人水中化成的石灰乳液)反应生成钙盐沉淀，污水中以硫酸盐形式存在的金属在pH值6～9范围内水解，与消石灰反应也生成氢氧化物沉淀。将沉淀分离，污水便得到了净化，可达到排放标准。其反应式如下：H2SO4+Ca(OH)2一CaSO4+2H20H2SO3+Ca(OH)2一CaSO3+2H202HF+Ca(OH)2一CaF2+2H202H3As03+Ca(OH)2-'--Ca(As02)2+4H202H3&sO3+2Ca(0H)2-2Ca(0H)As02+4H203As203+2Fe(OH)3=：：2Fe(AsO2)3+3H202．2工艺特点采用石灰中和工艺既能有效除掉污水中的砷和其他重金属元素，又能控制污水的pH、NH一N同时达到排放标准，并保证稳定达标排放。该工艺操作简便，成本低廉，产生的污泥可回收到矿渣处理系统中。但缺点是渣量大，泵及管线易堵。3废水处理系统的工艺优化3．1改氨中和工艺为石灰中和工艺3．1．1增加石灰乳配制高位槽我厂净化废水厂房内保留有原试验装置的两个旧贮槽，其材质为钢壳内衬铅皮和塑料板，容积约4m，内设置有搅拌装置，本着利旧节约的原则，对这两个旧贮槽进行了修复、改造，作为石灰乳液配制槽，并新配接生产水管、石灰乳液输送管、搅拌用压缩空气管、反冲水管，安装搅拌电机及减速机。3．1．2废水装置泵、阀、管线改进投加石灰乳液后，原废