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【技能】工业清洗之酸洗废液的处理方法
发布:2022-12-2
化学清洗废液的处理主要采用物理方法和化学方法。

物理方法包括沉淀法、物理吸附法等;化学方法则采用化学试剂处理,降低废液毒性,本文简要介绍酸洗清洗废液处理方法。

酸洗废液的处理方法

(1)酸性处理
酸洗结束后,废液中酸含量一般为01%~6%,pH<1,酸性很强。处理通常采用中

和法。

①将酸洗废液与碱洗废液相互中和,使pH值达6~9。
②采用投药中和法。常用中和剂有:纯碱、烧碱、氨水、石灰乳、碳酸钙等。中和反应如下:
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中和各种酸性废液所需碱量见下表:
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酸性废液处理方法的优缺点见下表
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(2)化学耗氧量COD的处理
酸洗废液的COD值较高,一般为500~50000mg/高于排放标准,通常可采用焚烧处理或氧化法处理。
①焚烧处理:这种处理方法适用电站锅炉采用柠檬酸清洗后废液的处理。柠檬酸洗废液pH=35~4,COD=200000g/L。可将酸洗废液与煤灰混合,排至灰场。
②氧化法:氧化法有空气氧化、臭氧氧化和氧化剂氧化。


a.空气氧化是将空气通入废液中,利用空气中的氧气进行氧化。由于空气氧化的能力较弱,因此需相当长的时间才能起到降低COD的作用。

b.臭氧是一种强氧化剂。将臭氧通入废液中,不仅有降低COD的作用,对杀菌、

除酚、氰、铁、锰等也有显著效果。在处理过程中,过量的臭氧易分解为氧,不产生二法次污染。目前国内已有商品臭氧发生器出售。用臭氧处理COD费用较高。

c.氧化剂氧化是将双氧水、氯气、液氯、次氯酸或漂白粉等氧化剂投入废液中,进行氧化处理。化学清洗废液的COD处理采用此法较适宜。具体步骤如下:
(a)向废液中投加双氧水或次氯酸钠,使其与废液中的Fe2+作用,H2O2或 NaCIo的加入量按COD当量,并稍过量。

b)向废液中投加中和剂,如烧碱、石灰乳等,调节pH=10~12,然后通入压缩空

气进行搅拌,使Fe2全部氧化成为Fe3+。

(c)向废液中投加凝聚剂并沉降上部澄清液,使其COD降至300mg/L以下。
(d)继续向废液中投加过硫酸铵[NH)少O],投加量为12kg/m,通入压缩空气搅拌,使其充分氧化,COD降至100mg/L以下。
(e)用盐酸调pH=6~9
以上处理步骤可用下图表示。
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酸洗废液C0D的处理程序示意图



(3)其他有害物质处理
①氟离子
含氟废液可采取混凝沉淀法或吸附法来进行处理。其中,混凝沉淀法比较普遍。根据所用药剂不同,又可分为石灰法、石灰-铝盐法、石灰-磷酸盐法等石灰法:将石灰粉(CaO)或石灰乳与含氟废液混合,反应式为:
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石灰的理论加入量为氟含量的1.4倍,实际加入量应为氟含量的2~22倍,石灰中co的含量应大于30%。为了提高降氟效率,在石灰法处理的同时投加氯化钙。碱性条件下可取得更好的效果。
b.石灰-铝盐法:向废液中投加石灰乳,调pH值6~7.5,然后投加硫酸铝或聚合氯

化铝,生成氢氧化铝絮凝体,吸附水中氟化钙结晶及氟离子,沉淀后除去,其除氟效果与投加铝盐量成正比。例如,某厂氢氟酸酸洗废液含氟63.5g/L投加石灰98~120g/L反应45mn后,出水含氟为174~104mg/L,再投加硫酸铝02~2g/L,3mn后出水氟含量4~22mg/L。

c.石灰-磷酸盐法:向废液中投加磷酸盐,使之与氟生成难溶的磷石灰石沉淀,予以除去:
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常用的磷酸盐有磷酸二氢钠、六偏磷酸钠、过磷酸钙等。经磷酸盐处理的废液,再经投加石灰处理,可使氟含量更低。
上述各种处理方法中,石灰法处理费用最低。
②重金属离子
含重金属离子废液处理方法很多,常用的有氢氧化物沉淀法,硫化物沉淀法、氧化还原法、离子交换法等。其中以氢氧化物沉淀法的使用最为普遍。

氢氧化物沉淀法是向含重金属离子的废液中投加碱性沉淀剂(如石灰、烧碱、纯碱等),使金属离子与OH反应,生成难溶的金属氢氧化物沉淀,然后予以分离。酸洗废液中的铁离子、铜离子等均可用此法处理。

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氢氧化物沉淀法处理含重金属离子废液,是调整、控制pH值的方法,由于影响因素较多,应注意两性金属氢氧化物,如氢氧化铜等,在高pH值下生成羟基络合物,出现返溶现象。


(4)盐酸废液的处理
盐酸废液中含有洗垢时溶入的钙、镁、铁、铜等离子,有过剩的酸,废液中的氯离子含量高,往往含有较高的悬浮物,并带有颜色。有的缓蚀剂毒性较高,有的有异味。清洗废液含铁量高时也有不愉快的气味。
①使用乌洛托品等无害缓蚀剂的废液处理
如果所选用的缓蚀剂无毒、无害,则应澄清,中和后排放。碳酸盐垢的清洗就属于此类。
通常是在中和水池和中和水箱中进行中和皮应。高参数电都有中和再生废液的中和池,可用它进行中和处理。
如果进行碱处理或者用碱液进行钝化处理,可将其收入中和水池中,代替中和剂中和酸洗废液。如果酸洗中废碱液不够用,可用石灰乳中和。石灰乳转化为氯化钙,不增加排水浊度。
利用压缩空气搅动混合,可使亚铁离子氧化,在铁离子的催化下,联氨也可分解。
在中和过程中所转化的三价铁离子可以氢氧化铁形式沉淀出来,使废液变得澄清,并去掉异味。
不可采取稀释排放的做法处置酸洗废液。这种做法,既不符合《中华人民共和国水法》规定的节约用水精神,又不符合我国环境质量总量控制的原则。
②含有污染物质的废液处理
高压锅炉的垢中常含铜,尤其是铁铜垢中铜的含量往往较高。因此对含铜离子的废液应监测铜离子含量。如果超过规定可采取沉淀法消除。具体做法是,在中和酸洗废液时,先使其pH值超过10,此时铜离子将以氢氧化铜的形式沉淀,剩余铜离子的理论含量<0.1mg/L,可满足排放标准。再用酸中和至9以下,应缓慢投加,防止氢氧化铜部分溶解。排放液pH不宜低于8。
如非必要,尽量不采用加氟化氢铵的方法助溶铁垢,对于少量硅酸盐尽量采用碱处理转化溶解。如果投加氟化物,则应使排水氟离子合格。其处理方法同使用氢氟酸清洗的处理方法。
向重点保护水域及一般保护水域排放的清洗废液,必须使氨、氮合格。换算为氨时,其最大允许含量(现有企业的二级排放标准)为≤485mg/L。如果是排入有二级尘物处理的城镇下水道,可不限制,但是如果是不进行二级污水处理的下水道,其氨的含量仍需低于48.5mg/L。因此应尽量避免在有限制之处使用氨水;如果使用应进行分解处理。具体处理方法可参照亚硝酸根分解中的方法。
使用含有苯胺类的缓蚀剂及使用带有阴离子合成洗涤剂的除油缓蚀剂时,必须限制用量,使这两项在废液中的含量均满足排放要求,否则应尽量不选用。
(5)硝酸酸洗及含氨废水处理方法
硝酸溶垢能力超过盐酸,酸洗废液中铁离子浓度很高。硝酸根在废液中的浓度也可达10000mg/L以上,这使得废水中氨氮含量很高,氨氮性废水处理难度很大,处理方法一般分为三类:化学法、物理化学法和生物法。
①化学法
a.湿式催化氧化法主要反应机理是经催化反应,使污水中的氨氮、有机物经氧化分解,最终生成N2、CO2等,从而从水中除去。

b.折点加氯法通过向水中加入足够量的氯,使氨氮转化为氮气并从水中除去。

②物理化学法
a.调节污水pH值,将污水中的NH+转化为游离氨,然后通入蒸气或空气进行汽提,将污水中的氨转入气相,从水中除去。
b.离子交换法通常在工业上采用廉价的天然离子交换物质沸石进行脱氮。沸石经活化处理后,具有较高的阴离子交换容量及对NH离子的选择性吸附性能。
③生物法
a.硝化一反硝化法在自养菌的作用下,使氨氮硝化生化硝酸盐,然后在异养菌的作用下进行反硝化,使硝酸盐还原成气态氮除去。
b.生物塘法利用人工或天然水塘中生长的微生物、藻类和水生植物(如凤眼莲)对污水中的氮进行处理。这些处理方法不是清洗现场都能做到的,必须有成套的设备并有较高的技术。
(6)磷酸清洗废液处理方法
磷酸主要用于清洗和漂洗以铁为主的附着物,次磷酸与磷酸配合使用对清洗铁垢效果更好,它们对水体的污染也表现在使水体富营养化。次磷酸还原能力强,排入水体后可使水缺氧,而《渔业水质标准》规定水中溶氧量在每天24h中必须有16h以上大于5mgL,其余8h中任何时刻含氧量不得小于3mg/L。现场简易的处理方法是先利用过量的石灰水或氢氧化钠中和处理,使磷酸根离子沉淀生成磷酸钙,沉淀处理之后水中磷酸根离子基本可以达到排放标准要求。
(7)其他清洗方法的废液处理
①柠檬酸清洗废液的处理
柠檬酸清洗废液所含的污染物质是其自身的化学耗氧量、缓蚀剂带入的污染物质及清洗下的铁与铜。清洗液的pH较低,也不符合排放标准,柠檬酸是相当稳定的有机酸,酸是有机物氧化的最后产物,因此常规的氧化方法不能使其分解破坏。但是它可在高温下氧化分解(燃烧):
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在上述燃烧反应中每kg碳生成二氧化碳可放出34M热量;每kg氢生成水可放出143M热量。但是由于酸洗废液中水占95%以上,每kg常温的水吸收的蒸发热为245MJ实际上将柠檬酸清洗废液直接加热到高温燃烧时,要吸收热量。

当将柠檬酸清洗废液通过专用的燃烧器在锅炉炉膛中燃烧分解时,其中所含的缓蚀剂也可随之分解,铁、铜等转变为氧化物进入飞灰及炉渣中。在70年代,对少量含油污水也曾釆用过掺入燃料中或用专用燃烧器(喷燃器)燃烧。由于燃烧器多不耐酸,因此应调节柠檬酸清洗废液,使其pH为7~8(或6~9)。然后用专用喷燃器雾化后送入炉膛随煤粉一起燃烧。以670t/h锅炉为例,以2~4t/h流量掺烧,不会影响燃烧。由于水分吸热,相当于料的低位发热量降低,在掺烧的短时间内使煤耗稍有增加。

如果燃煤的水分较低,电厂地区干燥多风,也可把中和后的柠檬酸清洗废液作为防饧尘用水(或掺入防扬尘水中),随燃煤一起燃烧。
②氢氟酸清洗废液的处理
除了该清洗液pH低,不符合排放规定外,氢氟酸清洗废液的主要问题是氟离子含量高,用石灰乳使过量的氢氟酸沉淀为氟化钙是最廉价、有效的处理方法。
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但是该处理方法存在的问题是,难以保证排水氟离子低于10mg/L,而且所生成的氟化钙成为固体废弃物(废渣),它将在相当长的时间内溶出氟离子,可使溶浸出的氟离子超过5mgL。如果火电厂地区为高氟区,则此问题更为敏感突出。为使排放的氢氟酸清洗废液中氟离子被彻底地除去,应按照质量作用定律,使用过量的沉淀剂,并在专用的沉淀池中充分混合搅拌。所用的沉淀池与沟道应经过防渗处理,不可在砂土地上直接挖坑处理废液。用于配制石灰乳的石灰应是粉状,氧化钙含量应在85%以上。
氢氟酸废液处理所生成的氟化钙难于处理。在干旱少雨、地下水位低的地区,可送入储灰场中随粉煤厂被覆土处置,由于灰场已考虑了防渗及灰中氟化物的影响,可不构成对地下水的污染。在湿热多雨、地下水位高的地区,不宜采用氢氟酸清洗。例如,在承接湘东南某电厂670t/h锅炉启动酸洗时,建设单位要求用氢氟酸对全炉整体清洗考虑到该电厂地处水网地带,氟离子及氟化钙将对地表水、地下水构成严重污染,鉴于该炉过热器管锈蚀轻微,征得建设单位与业主的同意,得到部基建司的支持,变更原定的氢氟酸整体清洗为仅用盐酸清洗锅炉本体,清洗费用大幅度下降,工期有所缩短,未造成环境污染。
③EDTA钠盐清洗废液的处理
EDTA钠盐清洗集熔融清洗和钝化为一体,处理其清洗废液,也就是处理全部的清洗废液。
EDTA是昂贵的药剂,需从废液中定量将其回收。因此其废液的化学耗氧量可合格。但是,回收EDTA后的废液pH低于1,而且含有联氨,应将废液中和并投加氧化剂破坏残留的联氨。
进行EDTA清洗时,通常都有容积相当大的废液回收箱,可用于进行中和和降解联氨的处理。向废液中加入氢氧化钠调节pH到7以上,按照剩余联氨含量,按下式投加略有过量的过氧化氢(双氧水)或次氯酸钠,使联氨分解,此反应可迅速完成:
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④甲酸与羟基乙酸清洗废液的处理
有机混酸清洗废液除pH低外,化学耗氧量也高。如果不是中和后排入有二级污水处理的城镇下水道,也应仿照柠檬酸清洗废液将其掺入燃煤中燃烧。它们都是碳氢化合物,白身具有一定的燃烧热,如果用专用燃烧器雾化燃烧,将吸取燃煤少量热值;如果用作防止煤场扬尘的喷洒用水,则实际上是增加燃煤热量。

(文章转载自:中国工业清洗)



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