硫酸工業(yè)廢水處理技術(shù)綜述
1、背景介紹
硫酸是重要的基礎(chǔ)化工原料之一，是化學(xué)工業(yè)中最重要的產(chǎn)品，主要用于制造無機化學(xué)肥料，其次作為基礎(chǔ)化工原料用于有色金屬的冶煉、石油精煉和石油化工、紡織印染、無機鹽工業(yè)、某些無機酸和有機酸、橡膠工業(yè)、油漆工業(yè)以及國防軍工、農(nóng)藥醫(yī)藥、制革、煉焦等工業(yè)部門，此外還用于鋼鐵酸洗。
2003年，我國硫酸產(chǎn)量達到3371.2萬t，比上年增產(chǎn)320萬t，增長10.5%，擺脫了長期以來位居次席的地位，超越美國的3050萬～3100萬t。但是硫酸生產(chǎn)污染嚴(yán)重，而以硫磺為原料則可使凈化污水中不含砷、氟重金屬等雜質(zhì)，易達到排放標(biāo)準(zhǔn)。但硫鐵礦制酸畢竟是我國硫酸生產(chǎn)的重頭戲，我國必須對硫鐵礦制酸加大科技投入，依托科技創(chuàng)新改進生產(chǎn)工藝，降低成本，有效利用我國資源優(yōu)勢，盡量減少進口，降低對國際市場的依賴。
硫酸工業(yè)加強環(huán)境污染的治理，嚴(yán)格評價硫鐵礦制酸工藝，控制污物排放量也是行業(yè)工作重點。硫鐵礦制酸污染嚴(yán)重的原因不僅僅在于工藝，我國現(xiàn)有的硫酸生產(chǎn)廠家近600個，多數(shù)規(guī)模小、布點 廣泛，不僅不利于管理，還給周圍環(huán)境造成極大的危害，部分小硫酸廠廢氣、廢水排放超標(biāo)。據(jù)報道，國內(nèi)工業(yè)硫酸已供大于求，但一些企業(yè)對市場缺乏必要的預(yù)測和論證，只顧及眼前利益，依舊建設(shè)新裝置和擴大生產(chǎn)規(guī)模，同時受進口化肥、硫酸的沖擊，供大于求的局面日趨嚴(yán)重。各自為政、混亂生產(chǎn)致使有些企業(yè) 產(chǎn)品出廠檢驗手段不規(guī)范。一方面是企業(yè)面臨嚴(yán)峻的治污任務(wù)，一方面是有些企業(yè)盲目上馬，如此惡性循環(huán)的原因就是行業(yè)缺乏有序的宏觀調(diào)控，大量的資金擱置在生產(chǎn)過剩產(chǎn)品的工藝上，與其如此，莫不如增加技術(shù)改造的投入，通過大型化、集約化和科技創(chuàng)新改進現(xiàn)有工藝，有效利用資源；消滅污染，加強環(huán)境治理。
2、處理工藝技術(shù)概述
硫酸工業(yè)廢水的處理，通常均采用中和法處理工藝，而中和法處理系統(tǒng)一般分成三個組成部分：中和藥劑的制備和投配、中和反應(yīng)及沉降、污泥處置等。
中和硫酸廢水的藥劑有生石灰、石灰石、電石渣等，最常用的仍是生石灰，優(yōu)點是經(jīng)濟，缺點是在使用時，環(huán)境衛(wèi)生較差。在中和反應(yīng)之前，需將生石灰配制成一定濃度的石灰乳溶液。
中和反應(yīng)的工藝技術(shù)，將依據(jù)廢水水質(zhì)來確定，最常用的是石灰法和石灰-鐵鹽法。
污泥處置一直是硫酸廢水處理中較難解決的課題。近幾年來，隨著新的污泥脫水設(shè)備的出現(xiàn)，已有了較大的進展。另外，有的廠將沉降槽排出來的濕污泥，替代工業(yè)冷卻水，直接送入焙燒工段中的排渣增濕器中，省去了污泥脫水系統(tǒng)。隨著技術(shù)的進步，國外技術(shù)和設(shè)備已在硫酸污水中成功運行，例如采用美國戈爾公司的專利膜分離技術(shù)，將中和處理后介質(zhì)進行過濾、固液一次分離，出水清澈，透明，達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，可以循環(huán)使用，實現(xiàn)廢水的零排放。
對含有As及重金屬的硫酸廢水,國外一般采用氧化-鐵鹽-石灰法多級處理方法。先將As3+氧化成溶解度及毒性較低的As5+。然后通過加入Fe鹽石灰乳，使之分別產(chǎn)生砷酸鈣沉淀去除As，同時沉淀析出Cu，Ag，Pb，Au等貴重金屬。
3、前景展望
以往國內(nèi)制酸凈化流程大多數(shù)為水洗凈化工藝，該工藝的最大缺點是廢水危害嚴(yán)重，通常每產(chǎn)1t酸，外排廢水5-15t。但現(xiàn)在水洗凈化工藝早已被酸洗凈化工藝所代替。酸洗凈化工藝的排污酸量一般可減少到30-50l/t，相當(dāng)于水洗凈化時的1/200-1/300，因此處理工藝可大為簡化。
水洗凈化投資費用雖低于酸洗凈化，但操作費用高，廢水排放量大，而且這種含水量大的污泥處理比較困難，因此新建工程或老廠技術(shù)改造都應(yīng)優(yōu)先考慮采用酸洗凈化工藝。
由于酸洗凈化工藝投資較大，操作要求高，新建的小型硫酸廠很多仍采用水洗凈化工藝。就目前來說，國內(nèi)凈化流程中仍以水洗凈化為主，因此必須加強這種流程的廢水處理，使之達到標(biāo)準(zhǔn)后才排放。廢水中砷、氟含量不高時可用石灰中和法，此法最為簡單。如用此法達不到要求時則采用石灰-鐵鹽（再加絮凝劑）法。石灰-鐵鹽法處理的廢水中砷、氟含量太高（如用高砷硫酸鐵礦制酸）時仍達不到排放要求。因此硫鐵礦中砷、氟含量不能超過硫鐵礦專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。至于硫化法雖然凈化效率高，能回收有色金屬，但投資大，流程復(fù)雜，操作費用和操作技術(shù)要求都較高，目前不建議在硫鐵礦制酸廠中采用。
石灰法和石灰-鐵鹽法處理廢水時生成的污泥，經(jīng)沉淀過濾后，含水分在50%以上。對于這種量大而水分又高的污泥處理比較困難。如堆置則不但占用大量場地，而且會引起二次污染，這是采用水洗凈化工藝必須解決的一個課題。某化工廠利用這種污泥生產(chǎn)水泥不會引起砷的二次污染，將中和沉淀后的污泥漿全部送入增濕器代替清水而加入熱燒渣中，與燒渣一起供給水泥廠。目前國內(nèi)已有一些硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)采用此法處理污泥。此法不但簡化工藝，消除污染，而且可對資源進行綜合利用。
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