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中和循環法治理硫酸生產廢水
  • 作者:    來源:宜興市海源環保設備有限公司    時間:2010-4-8    點擊:1489
 

某磷化公司年產2萬余噸硫酸的硫酸車間,系采取投資較少,工藝較簡單的沸騰焙燒,文、泡、文水洗凈化,一轉一吸工藝流程的小型硫酸生產裝置,由于該工藝流程中凈化工段為水洗流程,故在硫酸生產過程中產生大量帶礦塵的含酸廢水,排放至河道中,不僅淤塞航道,而且也嚴重污染了水質。屬于淮河流域污染企業,環保部門下達限期治理通知后,該公司經由科研部門論證,經篩選采用中和、循環法治理硫酸生產廢水,取得了顯著效果。

1 處理前廢水排放量及污染分析

        硫酸車間排放的廢水經檢測,其廢水排放量為35~50m3/h,其中排出礦塵約350~450kg/h,SO2約4~7kg/h,SO3約30~60kg/h,含砷量因礦種而異,檢測也嚴重超標,排放廢水的溫度在45℃左右,pH值約1.5,總酸度為2.06,懸浮物1538為mg/L。

2 硫酸車間凈化工段工藝操作原理

        來自沸騰焙燒爐約850℃的高溫含塵氣體經2級除塵及冷卻降溫后,爐氣溫度仍高達350℃左右,仍還有少量渣塵,為滿足工藝要求,需對此高溫含塵氣體進行洗滌冷卻,凈化工段承擔洗滌冷卻的設備計3臺,即第一文丘里洗滌器、泡沫塔、第二文丘里洗滌器。高溫含塵氣體首先進入第一文丘里洗滌器,經與該設備送入的大量冷卻水接觸換熱后,氣體溫度降至50~60℃,同時第一文丘里洗滌器也除掉絕大部分氣體含塵,由此產生約10~15m3/h的廢水,經第一文丘里冷卻除塵后的氣體再進泡沫塔,泡沫塔的主要作用是進一步降溫將原始SO3酸霧的顆粒變大,氣體經泡沫塔處理后,溫度降至30~40℃,并同時產生約18~25m3/h的廢水。經泡沫塔處理后的氣體,此時溫度及含塵量已大為降低,溫度約30~40℃,含塵量僅為原來的3%~5%,但氣體所含的SO3量仍較大,故再進入第二文丘里洗滌器進行洗滌,以除凈爐氣中所含的SO3酸霧,由此產生7~10m3/h廢水。

3 適度中和、循環使用處理廢水工藝的原理

        如上所述,凈化工段操作的目的,是冷卻降溫、除塵及除去SO3酸霧,而要達到這一目的必須使用大量的冷卻水。該工藝使用的冷卻水在水質上卻無特殊要求。因此,把凈化工段排出的廢水經中和沉淀,冷卻降溫后再返回凈化工段循環使用,從理論、工藝要求上講,應該是可行的。但是,如果完全中和掉水中的酸性,必將生成大量的硫酸鈣、亞硫酸鈣。而硫酸鈣很容易積聚在管道及設備上而引起管道設備堵塞。因此,采取適度中和的方法,使pH控制在3~4,即保持循環水是酸性,減少設備的結垢。
其工藝流程如下:


石灰乳與酸性廢水反應生成硫酸鈣、亞硫酸鈣、砷酸鈣、亞砷酸鈣,從而達到除硫、除砷的目的。

4 適度中和循環使用工藝的具體操作

        來自凈化工段的含塵廢水的pH值為1.5左右,使其在未沉淀前投加10%濃度的石灰乳,待其pH值升到3~4,再經一級沉淀、二級沉淀,再流入清水池,此時廢水中懸浮物除掉90%以上,廢水的溫度也從高于40℃降到30℃。用1#泵將清水泵至冷卻塔冷卻降溫后,水溫降到20℃。因循環水中含有大量被溶解的鈣鹽,如不經處理,由于凈化工段溫度較高,因水溫升高而使鈣鹽溶解度降低,會引起設備的結垢而堵塞設備。因此,在2#泵前的調節池內滴加少量阻垢劑(ATMP),以防設備中鈣鹽因結垢而引起堵塞。由于水始終處于循環使用狀態,在使用過程中鈣鹽的濃度會不斷增加,如果不能采取控制其濃度的辦法,最終由于水中的鈣鹽達到飽和而不能使用,導致循環使用工藝失效。而采取分流部分循環水,補充部分新鮮水的辦法,即將部分循環水用于焙燒工段的高溫爐渣、灰塵的冷卻降溫增濕。由于循環水中始終不斷地補充部分新鮮水,循環水中鈣鹽的濃度得到控制,循環水又不斷地被加入阻垢劑,設備的結垢堵塞現象就不會出現。

5 運行結果

        (1)實現廢水循環使用,在循環水量上保持了平衡;

        (2)循環水的水質及水溫完全滿足硫酸生產的工藝要求;

        (3)廢水實現了封閉循環,達到零排放,廢水的pH值由處理前的1.5升至約5,懸浮物由處理前的1583mg/L降至19mg/L,污水總酸度由處理前的2.06mg/L降至0.8mg/L,廢水溫度由處理前的40℃~45℃降至約20℃。只要控制好水的溫度、pH、水質、水量4個環節,適度中和循環工藝在處理硫酸生產廢水方面是一種投資較少,操作簡單的處理方案。減少甚至可達到廢水污染物“零排放”,具有顯著的環境效益和社會效益。

 
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