中和循环法治理硫酸生产废水 当前位置:首页废水治理
 

    某磷化公司年产2万余吨硫酸的硫酸车间,系采取投资较少,工艺较简单的沸腾焙烧,文、泡、文水洗净化,一转一吸工艺流程的小型硫酸生产装置,由于该工艺流程中净化工段为水洗流程,故在硫酸生产过程中产生大量带矿尘的含酸废水,排放至河道中,不仅淤塞航道,而且也严重污染了水质。属于淮河流域污染企业,环保部门下达限期治理通知后,该公司经由科研部门论证,经筛选采用中和、循环法治理硫酸生产废水,取得了显著效果。

1 处理前废水排放量及污染分析

   硫酸车间排放的废水经检测,其废水排放量为35~50m3/h,其中排出矿尘约350~450kg/h,SO2约4~7kg/h,SO3约30~60kg/h,含砷量因矿种而异,检测也严重超标,排放废水的温度在45℃左右,pH值约1.5,总酸度为2.06,悬浮物1538为mg/L。

2 硫酸车间净化工段工艺操作原理

    来自沸腾焙烧炉约850℃的高温含尘气体经2级除尘及冷却降温后,炉气温度仍高达350℃左右,仍还有少量渣尘,为满足工艺要求,需对此高温含尘气体进行洗涤冷却,净化工段承担洗涤冷却的设备计3台,即第一文丘里洗涤器、泡沫塔、第二文丘里洗涤器。高温含尘气体首先进入第一文丘里洗涤器,经与该设备送入的大量冷却水接触换热后,气体温度降至50~60℃,同时第一文丘里洗涤器也除掉绝大部分气体含尘,由此产生约10~15m3/h的废水,经第一文丘里冷却除尘后的气体再进泡沫塔,泡沫塔的主要作用是进一步降温将原始SO3酸雾的颗粒变大,气体经泡沫塔处理后,温度降至30~40℃,并同时产生约18~25m3/h的废水。经泡沫塔处理后的气体,此时温度及含尘量已大为降低,温度约30~40℃,含尘量仅为原来的3%~5%,但气体所含的SO3量仍较大,故再进入第二文丘里洗涤器进行洗涤,以除净炉气中所含的SO3酸雾,由此产生7~10m3/h废水。

3 适度中和、循环使用处理废水工艺的原理

    如上所述,净化工段操作的目的,是冷却降温、除尘及除去SO3酸雾,而要达到这一目的必须使用大量的冷却水。该工艺使用的冷却水在水质上却无特殊要求。因此,把净化工段排出的废水经中和沉淀,冷却降温后再返回净化工段循环使用,从理论、工艺要求上讲,应该是可行的。但是,如果完全中和掉水中的酸性,必将生成大量的硫酸钙、亚硫酸钙。而硫酸钙很容易积聚在管道及设备上而引起管道设备堵塞。因此,采取适度中和的方法,使pH控制在3~4,即保持循环水是酸性,减少设备的结垢。
其工艺流程如下:

    石灰乳与酸性废水反应生成硫酸钙、亚硫酸钙、砷酸钙、亚砷酸钙,从而达到除硫、除砷的目的。

4 适度中和循环使用工艺的具体操作

    来自净化工段的含尘废水的pH值为1.5左右,使其在未沉淀前投加10%浓度的石灰乳,待其pH值升到3~4,再经一级沉淀、二级沉淀,再流入清水池,此时废水中悬浮物除掉90%以上,废水的温度也从高于40℃降到30℃。用1#泵将清水泵至冷却塔冷却降温后,水温降到20℃。因循环水中含有大量被溶解的钙盐,如不经处理,由于净化工段温度较高,因水温升高而使钙盐溶解度降低,会引起设备的结垢而堵塞设备。因此,在2#泵前的调节池内滴加少量阻垢剂(ATMP),以防设备中钙盐因结垢而引起堵塞。由于水始终处于循环使用状态,在使用过程中钙盐的浓度会不断增加,如果不能采取控制其浓度的办法,最终由于水中的钙盐达到饱和而不能使用,导致循环使用工艺失效。而采取分流部分循环水,补充部分新鲜水的办法,即将部分循环水用于焙烧工段的高温炉渣、灰尘的冷却降温增湿。由于循环水中始终不断地补充部分新鲜水,循环水中钙盐的浓度得到控制,循环水又不断地被加入阻垢剂,设备的结垢堵塞现象就不会出现。

5 运行结果

    (1)实现废水循环使用,在循环水量上保持了平衡;

    (2)循环水的水质及水温完全满足硫酸生产的工艺要求;

    (3)废水实现了封闭循环,达到零排放,废水的pH值由处理前的1.5升至约5,悬浮物由处理前的1583mg/L降至19mg/L,污水总酸度由处理前的2.06mg/L降至0.8mg/L,废水温度由处理前的40℃~45℃降至约20℃。只要控制好水的温度、pH、水质、水量4个环节,适度中和循环工艺在处理硫酸生产废水方面是一种投资较少,操作简单的处理方案。减少甚至可达到废水污染物“零排放”,具有显著的环境效益和社会效益。