某家用不銹鋼管廠廢液酸洗處理工藝的改進

發布時間：2021-06-28 08:41:19 丨 瀏覽次數：

不銹鋼管廠原有的廢酸處理工藝資源回收率低，處理規模小，能耗高，易產生二次污染；廢水處理中，鐵離子氧化不完全，污泥量大，處理難度大；出水氯離子達不到標準。該改造采用二次曝氣氨中和工藝制備鐵基水處理化學品和廢酸酸洗廢水。運行結果表明，改造后的酸洗廢液處理工藝穩定可靠，有效解決了原工藝存在的問題，同時為公司提供了一定的環境效益和經濟效益。

不銹鋼管在加工前一般要在一定溫度下浸酸或在表面噴一定濃度的酸，以去除不銹鋼管表面的氧化層。這個過程稱為酸洗。酸洗工藝可以改善不銹鋼管的表面性能，酸洗后排出的殘液為殘酸液。酸洗后的不銹鋼管表面仍有殘留的酸洗液，需要用水清洗。由此產生的洗滌水就是酸洗廢水，這兩種廢液統稱為酸洗廢液。這種廢液對環境危害極大，已被列為危險廢液。對其無害化處理和回收利用技術的研究引起了廣泛關注。

米東區某不銹鋼管廠采用工業用31%鹽酸作酸洗劑。鋼帶經酸洗、清水清洗后即可加工。它每天產生20立方米的殘酸和80立方米的酸洗廢水。工藝改造前，剩余酸液經蒸發濃縮結晶提取氯化亞鐵晶體，堿液吸收尾氣。然而，在實際應用中，發現該工藝的加工規模有限。能耗高，去除得到的氯化亞鐵晶體難點：廢水處理采用石灰中和沉淀曝氣法。出現疏浚困難，部分外排水困難。這些問題制約了公司的進一步擴張和發展，同時在當前環保形勢下，對處理工藝進行技術改造勢在必行。

1 殘留酸洗液主要指標

經過數周的連續檢測分析，殘酸酸度為3%~5%，Fe2+為9.0%~9.2%，總鐵為9.1%~9~5%。酸洗廢水及改造前出水主要指標見表1。

2 改造前的流程及存在的問題

2.1 廢酸處理工藝

2.1.1 流程介紹

殘酸液通過不銹鋼管（管口裝有過濾器）進入殘酸液儲罐，殘酸液用提升泵泵送到加熱蒸發結晶裝置。 熱處理后，大部分水分和殘留酸蒸發，使氯化亞鐵綠色結晶結晶。 揮發的鹽酸蒸氣經堿性吸收塔中和。

2.1.2 問題

由于設計考慮不足，設計吞吐能力為5m3/d。隨著酸洗車間生產規模的擴大，產生的殘酸量增加到20立方米/天，現有的處理規模已不能滿足生產需要。大部分殘留酸必須運輸處理，費用昂貴。

蒸發結晶工藝不能回收廢酸溶液中殘留的鹽酸，增加了公司的生產成本，不符合廢舊資源回收利用的原則。此外，由于市場需求小，回收的氯化亞鐵晶體存在長期滯后。

蒸發結晶過程需要大量熱量，消耗大量能源。燃燒煤或天然氣會產生SO2、NO等大氣污染物，對大氣環境造成污染。

2.2 酸洗廢水處理工藝

2.2.1 流程介紹

酸洗廢水通過不銹鋼管（管口安裝濾網）流入曝氣中和池，與曝氣中和池管道附近的石灰水儲罐相連，并進行處理。管道加藥，中和污水池曝氣。調節pH值至7左右，然后加入一定量的聚丙烯酰胺。 曝氣和中和反應后的廢水由提升泵泵送至高位沉淀池進行沉淀處理，然后進入二沉池，最后溢流至澄清池。 澄清池的出水部分作為回用水進入回用池，部分外排。 沉淀池中的污泥由污泥泵泵送到板框壓濾機房進行脫水處理，然后集中堆放進一步輸送。

2.2.2 存在的問題

中和劑使用石灰，使整個過程產生大量污泥，難以堆放，處理成本較高；石灰溶解時呈粉狀，溶解后易結垢，堵塞管道；時間，無法解決部分外排液氯離子含量高、不達標排放的問題。

中和槽曝氣不足，水力停留時間短。一旦廢水被中和，Fe2+就不能被充分氧化，容易形成氫氧化亞鐵絮凝沉淀。此時出水雖然呈清澈狀態，但含有大量Fe2+。一段時間后，Fe2+在沉淀池中被空氣氧化形成氫氧化物，鐵的沉淀使潔凈池中的水渾濁、發紅。

中和、曝氣氧化、混凝三道工序在曝氣池內同時進行，導致各工序處理效率極低。廢水中的鐵離子不能完全去除，也不能充分發揮其混凝沉淀作用。需要額外添加絮凝劑，導致沉淀池污泥量大，污泥去除頻繁，投入成本較高。

3 廢酸洗液的轉化工藝

3.1 轉化原理

根據實際工況，修改后的工藝充分利用原有工藝結構，工藝緊湊，占地面積合理，節約成本。無需大規模修改即可保證處理系統的靈活性，以適應殘留液體指標的變化。

3.2 轉型要點

對工廠酸洗廢液處理工藝進行現場調研分析，發現廢酸液處理工藝蒸發結晶回收氯化亞鐵晶體，大量鹽酸既沒有回收也沒有循環利用。造成極大浪費；這個過程消耗更多的能量。高，投入產出比極低；由于原設計規模有限，擴產后大部分殘酸溶液將運往處置。

選用石灰作為中和劑處理酸洗廢水。產生的污泥量極大，堆放困難，處理成本高，不能解決氯離子排入外排的問題。同時曝氣氧化混凝池設計功能復雜，處理負荷大，導致Fe2+氧化不完全，混凝沉淀不完全，返色、出水污泥等問題明顯。

3.3 改造后的工藝流程

3.3.1 殘酸制備鐵基混凝劑

過程

殘留的酸性液體通過管道進入緩沖罐進行批處理。 b) 配料完成后，酸液溢入爐排井，濾除鐵屑和漂浮物，送入原料儲罐備用。 c) 將原料通過泵送入反應系統，加料完畢后，打開循環泵進行預反應。預反應完成后，定量的催化劑通過自吸收進入反應體系。供氣站將反應所需的氧化劑氣體減壓后，通過自控系統送入反應系統，全程嚴格控制反應條件。 d) 反應結束，抽檢合格后，調整并妥善存放在成品組中。

工藝分析

a) 該工藝總建設成本低于購買處理量20m3/d的殘酸蒸發結晶設備。生產過程不需要加熱，能耗僅為物料輸送和反應過程中物料的混合和混合，每噸產品能耗為35千瓦時。

b) 反應在密閉容器中進行，不產生殘留液體、殘留氣體或殘留殘留物，不需要輔助設備。

C。間歇生產，反應時間短，生產效率高。

d.生產過程自動控制，反應速度易于控制，大大降低人工成本，反應終點明確指示。

和。實現危廢資源的不進廠利用。生產的鐵基混凝劑具有無生物毒性、明礬開花大、混凝反應快、沉降快、加工成本低、加工時間短等優點。并具有很高的優勢，經濟和環境效益。

3.3.2 污水酸洗二次曝氣氨中和工藝

二次曝氣氨水中和工藝

至。酸洗廢水通過不銹鋼管流入爐排室，過濾掉大塊鐵屑和漂浮物，然后進入曝氣中和池，同時向進水管加氨水。灣將一級曝氣池（曝氣中和池）中的廢水pH值調至5.05.5（防止pH值過高產生氫氧化亞鐵沉淀），曝氣中和徹底，不再聚合丙烯酰胺C。一級曝氣后，廢水進入二級曝氣池（混凝沉淀反應池）繼續曝氣，控制曝氣量和曝氣時間。加入少量熟石灰調節進水的pH值。 d) 曝氣完成后，廢水進入二級曝氣池后端的調壓池，然后直接進入板框壓濾機進行壓濾處理。若壓濾液濁度高，則先進入沉淀池，再進入澄清池；如果壓濾液濁度低，則直接排入澄清池。 e) 澄清池中的部分水作為循環水流入循環池，部分作為水用于綠化植物。

工藝分析

至。更新石灰水儲罐，用氨水作為中和劑代替石灰。藥劑成本略有增加，但污泥量減少2/3左右，大大節省堆放地、處理成本和人工成本。改造前的部分外排水經簡單調理后可直接作為綠化植物用水，解決了公司外排水達不到排放標準的問題。

灣原曝氣中和混凝池改造為一級曝氣池（曝氣中和池），只進行曝氣中和處理，使廢水中的Fe2+完全氧化，同時曝氣時間達到pH值為5.0-5.5 在氣相中，不會發生氫氧化亞鐵絮凝沉淀，后端混凝沉淀可以徹底去除鐵離子，解決出水渾濁、反色現象。

C。拆除原高位沉淀池，建設二次曝氣池（混凝沉淀反應池），采用二次曝氣工藝，充分發揮污水中原有鐵離子的混凝作用。這樣既可以有效去除水中的鐵離子，又可以作為混凝劑，通過混凝沉淀去除其他污染物，無需添加絮凝劑，節約成本。

d.最后，混凝沉淀池出水直接泵入壓濾機進行脫水處理，然后根據出水狀態進入沉淀池或澄清池，有效減少沉淀池污泥量，大大減少污泥清理頻率，節約生產成本。

4 調試運行及利潤分析

4.1 廢酸處理工藝

4.1.1 運行狀態

新的廢酸處理工藝設計為以30m3/班（4-6h）的規模處理廢酸。已穩定建設運行兩個月，處理殘酸液20m3/d，生產鐵基水處理藥劑約22t/d，產品符合《水處理劑聚氯化鐵》（HG/T4672-2014）及標準要求《水處理劑氯化鐵》（GB4482-2006）。同時在烏魯木齊周邊生活污水處理廠和工業污水處理廠得到應用，客戶反映處理效果良好。

4.1.2 利潤分析

設備投資：管道及安裝費30萬元，儲罐及防腐罐15萬元，廠房建設12萬元，其他費用2萬元，共計59萬元。

生產成本：元/t，人工成本46元/t，藥房成本70元/t，合計116元/t。

:經濟利潤按實際生產規模6000t/a，鐵基混凝劑價格450元/t計算，故收益為200萬元。在正常生產條件下，不到4個月即可收回投資成本。

4.2 酸洗廢水處理工藝

4.2.1 運行狀態

改造后污水處理站已連續運行1個月，處理后水試驗結果與改造前對比見表2。

由表2可以看出，工藝改造后出水pH值波動幅度較小，對鐵離子、COD、SS的去除效果明顯。雖然轉化前后氯離子濃度沒有變化，但經過簡單調理后不再排放或直接使用。

4.2.2 成本分析

改造前污水處理運行費用為24.5元/m3，其中化工費22.5元/m3，人工費1.5元/m3，電費0.5元/m3。污泥產量約65t/年，處理費用14.3萬元/年。

改造過程無需新建池，只需改造高位沉淀池，購置風機一臺和曝氣裝置一套，共計3萬元。改造后運行成本25.3元/m3，其中藥費24元/m3，電費0.8元/m3，人工費0.5元/m3。理論污泥量減少60%，可節省處理費用85000元/年。

5. 結論

在充分利用原有結構、節約成本的前提下，針對酸洗廢液處理工藝原有設計不足、資源回收不完全、能耗高、處理效果差等問題，進行了技術改造。改造后，在保證主營業務正常生產、最大限度回收利用和資源化利用的前提下，將酸洗殘液轉化為水處理劑，并在實際應用中，不僅解決了困難。危險廢物的處置，也給不銹鋼管廠帶來了一定的經濟效益；對于廢水酸洗，根據實際情況合理選擇中和劑，采用二次曝氣處理沉淀工藝，有效解決原工藝亞鐵氧化、污泥量大、堆放困難、處理成本高、沉淀池清淤頻繁、人工成本高，處理后的水變色，外排無法達到排放標準。