冷冻结晶处理酸洗废水_刘宝川

32铁道劳动安全卫生与环保1919年3期(总69期)冷冻结晶处理酸洗废水铁道部隆昌工务器材厂刘宝川铁道部劳动卫生研究所杨德伟二摘要:冷冻结晶处理硫酸酸洗废液,是通过控制硫酸亚铁从废液中结晶的条件,使硫酸亚铁结晶分离,达到净化酸洗废浓及回收硫酸亚铁。其主要流程是向废酸洗液加浓硫酸,使硫酸的重量百分比浓度调至22~25%,再用致冷法使废液温度由20一40℃降至O~3℃,以降低硫酸亚铁的溶解度并结晶析出,经过滤将固液分离。硫酸亚铁回收,除去硫酸亚铁的再生酸回酸洗车间再用。性工业废水一般采用化学中和法处理。最常用石灰中和法,但石灰中和法存在着操作管理繁琐,投碱量不易控制,污泥量大等缺点。经分析,我厂酸洗废液,除了有残存的游离酸以外,还含有大量的硫酸亚铁。用冷冻结晶法处理,不仅可以从废液中提取硫酸亚铁,而且能回收废液中残存的硫酸,达到既能回收废水中的资源又能减轻环境污染的目的。原理采用冷加工工艺的钢材,在加工制造产品前,一般用酸洗处理清除钢材表面的锈蚀物,以确保产品质量。我厂使用浓度10~15%的硫酸作为酸洗液。钢材经酸洗液浸饱去除表面的锈蚀物,当硫酸浓度降到不宜再用时,排放出含有大量铁离子的酸洗废水。由于我厂生产废水的排放,使受纳水体金鹅河遭受污染,引起广泛关注,必须进行治理。酸经分析硫酸酸洗废液的主要成分是游离酸及二价铁离子,硫酸亚铁的浓度高达30~50%。硫酸亚铁的结晶温度较高。冷冻结晶法就是通过控制结晶条件,使含7个结晶水的硫酸亚铁有利于从硫酸亚铁一硫酸体系构成的酸洗废液中结晶析出,再通过固液分离达到回收酸洗液中的硫酸亚铁及残存的硫酸。J不、\、.、、、、eF弧雾荞定·丈冲妙、二、之》长\勇黔卜`二李,.如肖喃端福福是撰李、~~、,、.恤、~..巡毋幼-~一一~..一.~.一.一,李卜~~一`二二二过二共葬爹夕`一一...,竺二巴巴三里票二...叫..目叫..口.月.`-..曰..-..口.口..口..-一一--`-J七--~比吓`二-.口口目...曰...一一一一一一一一」仁-一~.口尸刁.毛耳ir刃八}{~--~--去~~~--~叫.~..~曰口`图1硫酸亚铁溶解度与硫酸浓度及溶液温度的关系t幻从酸洗槽排出的酸洗废液,其中硫酸亚铁的浓度高而游离硫酸的浓度很低。从图1分析可知,对于硫酸亚铁含量一定的酸洗废液,要提高硫酸亚铁的回收率,只有从提高废液中硫酸的含量及降低废准的温度人手,假若废液中不含硫酸,废酸氏液曝度降至o℃时,结晶后的废液中硫酸亚铁的浓度仍然高达约14%。一般酸洗废液中硫酸含量很低,为了提高硫酸亚铁的回收率,根据理论计算及我厂的实际情况,先将废酸洗液中硫酸浓度调至2~25%,再用制冷机将调酸后废液温度降至。℃一一3℃,以鹅降低硫酸亚铁的溶解度。从图1可以看到,此条件下结晶后液相废液中硫酸亚铁的含量约为3%。我厂酸洗废液硫酸亚铁浓度约30~50%,通过计算硫酸亚铁约90~94%结晶析出。经固液分离废液中绝大部分的硫酸亚铁得到回收,剩下液相包括废液中的游离酸,调浓度加入的浓硫酸,及少量的硫酸亚铁,仍可回到酸洗槽使用。这样达到既从废水中回收了有用的资源,又防止酸洗废水的排放造成对环境的污染的目的。工艺流程从资料看可以有二个途径实现以上目的。其一,如上所述在废酸洗液中加入浓硫酸,提高硫酸浓度,并降低调酸后的废液温度作为降低废酸液中硫酸亚铁溶解度的手段,促使硫酸亚铁结晶分离。亦可在真空条件下加热蒸发酸洗废液的水分,以提高废液中硫酸亚铁、硫酸的浓度,然后再通过致冷使废液温度降低而降低硫酸亚铁的溶解度,使过饱和的硫酸亚铁结晶析出。根据我厂的实际情况,采用加酸调浓度和致冷降温相结合的办法。具体工艺流程如图2。图2工艺流程示意图工艺设计及说明我厂每年最大酸洗钢材量6300t,可产生酸洗废液约910m“。冷冻结晶废酸洗液处理设施设计处理能力4。5二3/d。每年按30天计,年处理废液1350二3,完全可满足我厂酸洗间生产的需要。i。调节沉淀池酸洗废液是间歇排放,每次从酸洗槽排放废液约20毛3。经统计,酸洗间每月最多排放5次,每月最大废酸洗液产生量约100m3。如上所述冷冻结晶工艺的废液处理能力每月可达135m3。由于废液的产生及废液的处理都是间歇的,为了工艺衔接,调l「一一二甲一了一一一一叫一坦,`_」1.!-L竹l”-域袒}’卜刁,_户“I,卜~~一-~一一一~一~一J了卜一一一一曰碗咬祖铁贮存堆图3工艺流程系统图Hl一再生酸管;H一废酸液衡zK一真空荀L一冷气衡S—清水帆34节沉淀池外形设计为12mx3mx3m=118lu3.因废液在调节池内有相当长的停留时间,完全可以起到均匀水质、沉淀杂质的作用,以利于接续的处理流程。因冷冻结晶流程中,都用真空抽吸转移废液(见图3),因此调节沉淀池设计成高位池,废液用耐酸泵由酸洗槽打入调节池。调节