处理含酸废水的方法优化

含酸废水主要来自酸洗工序，其中含酸及其酸与铁锈形成的盐，如氯化铁、氯化亚铁或硫酸铁与硫酸亚铁等。含酸废水的pH值低，直接排放会腐蚀地下管道，污染水源，因此应对其进行处理。其处理的一般原则是：对于硫酸或盐酸质量分数在3%以上且量较大的废水，可采用回收综合利用的方法处理；对质量分数低于3%或含量虽高，但水量不大的废水，宜采用中和方法净化处理。

1.回收利用

含酸废水的回收利用就是将含酸废水加以浓缩，将酸回收或将含酸废水与金属反应生成盐类进行回收。常见的回收利用方法有蒸发法、溶剂萃取法和硫酸亚铁结晶法等。

（1）蒸发法 蒸发法是根据酸蒸气平衡温度的不同，使混合酸液中蒸气压力高的酸被蒸发冷凝回收。一般宜用于含有比水蒸气压力高的酸（如硝酸、盐酸、氢氟酸等）的废水的回收。

（2）溶剂萃取法 溶剂萃取法是利用不同的萃取剂分别将含酸废水中的金属离子或酸萃取，再经反萃取将酸回收。一般适用于硝酸、氢氟酸及盐酸的回收。

（3）硫酸亚铁结晶法 硫酸亚铁结晶法包括自然结晶法、浸没燃烧高温结晶法和真空浓缩冷冻结晶法等。自然结晶法是将含酸废水中的酸，用铁屑全部反应生成硫酸亚铁，再结晶回收。浸没燃烧高温结晶法及真空浓缩冷冻结晶法是利用硫酸亚铁的溶解特性，将含酸废水中的硫酸亚铁在酸洗中结晶与酸分离，然后分别进行回收。

2.含酸废水的中和处理

（1）酸、碱废水相互中和法 将预处理过程中产生的废酸水和废碱水放入中和槽进行中和，使水的pH值达6～9。酸、碱废水相互中和的工艺流程如图14-2所示。

图14-2 酸、碱废水相互中和的工艺流程

酸、碱废水相互中和处理系统是由混合槽、中和槽、沉淀槽及酸碱槽组成的。进行处理时，首先将废酸液和废碱液导入混合槽，通过搅拌、混合，然后注入中和槽。在中和槽内，根据测定的pH值大小，适当地注入酸液或碱液，将废液的pH值调整在一定的范围内。中和反应后流入沉淀槽，沉淀后进行排放。

（2）投药中和处理法 投药中和处理法是向含酸废水中投加适量的碱性物质，如碱、石灰、石灰石等，使含酸废水得到中和的方法。投药中和处理法又分为干投法和湿投法两种。

1）干投法。石灰干投法如图14-3所示。根据废水的含量，将石灰直接投入废水中，投药量为理论值的1.4～1.5倍。采用电磁振动给料机，保持均匀地投加石灰。废水经过隔板混合槽时，反应1min左右流入加速澄清池，生成的沉淀澄清后与水分离。干投法设备简单，但反应过程慢，而且反应不够完全。

2）湿投法。石灰湿投法如图14-4所示。将石灰加水配成40%～50%（质量分数）的石灰乳后，再加水搅拌均匀，配制成5%～10%（质量分数）石灰乳，然后用泵打到投配槽，经投加器投入渠道，与废水一起流入混合反应槽。中和后澄清，使水与沉淀物得到分离。计算中和用碱时，注意不要忽略废水中重金属离子生成氢氧化物沉淀所消耗的部分石灰乳。

消化槽可按石灰用量大小，选择国内定型产品。乳液槽禁用空气搅拌，应采用电动机械搅拌，防止碳酸钙产生，造成不必要的损失。

湿投法配置设备较多，但反应过程迅速而且完全。投药量仅是理论值的1.05～1.10倍，比干投法效果好，且劳动条件好，国内广泛采用湿投法。

图14-3 石灰干投法(www.xing528.com)

1—料斗 2—电动给料机 3—隔板混合槽

图14-4 石灰湿投法

1—石灰消化槽 2—乳液槽 3—泵 4—投配槽 5—提板闸 6—投加器

（3）中和与混凝结合法 中和主要是调节废水的pH值，当废水中胶状物或微细颗粒悬浮物很多时，可以加入某种凝聚剂，消除胶体带的电荷，或者产生吸附作用，使之成为絮状，形成较大的颗粒而沉淀除去，此过程称为混凝。混凝过程包括投药加入废水中产生的混合、凝聚、絮凝等多种作用。所加入的药剂统称为混凝剂，其中包括：凝聚剂、絮凝剂、助凝剂等。混凝剂可分为无机混凝剂和有机混凝剂两类。常用的无机凝聚剂有硫酸铝Al₂（SO₄）3、硫酸亚铁FeSO₄·7H₂O、碱式氯化铝[Al₂（OH）nCl_6-n]_m（其中n=1～5，m≤10）；有机混凝剂主要用聚丙烯酰胺（PAM），即三号絮凝剂PAM，其他还有阴离子型（如聚丙烯酸钠）、阳离子型（如聚乙烯咪唑啉）等。

为了促进凝聚效果，有时还加入助凝聚剂，如絮体结构剂（用以改善絮凝和沉淀过程，有膨润土、二氧化硅、活性炭等）、氧化剂（用以破坏对凝聚有干扰的有机物）、调整剂（用以调整pH值，即中和剂）。下面介绍盐酸和硫酸废水联合处理系统。

1）盐酸废水联合处理法。盐酸废水联合处理装置系统由中和槽、水位调整器、碱溶液槽、混凝剂槽、沉淀槽等组成。药剂中和处理盐酸废水的工艺流程如图14-5所示。

图14-5 药剂中和处理盐酸废水的工艺流程

1—低浓度酸槽 2—高浓度更新酸液槽 3—碱液 4—混凝剂槽 5—沉淀槽 6—溢流槽 7—增稠器 8—真空过滤器 9—水位调整器 10—pH值控制器 11—中和槽 12—第一次中和槽（pH值为4）

在进行盐酸废水处理时，将更新溶液槽中的高浓度酸液逐渐加入低浓度的废酸溶液槽中进行稀释。在用石灰石作为药剂的第一次中和槽内，将pH值调整至4左右。在中和槽内，凭借pH值控制器的指示，供给碱溶液，将pH值调整至6～9。中和过程中产生的含有悬浮物的废水，经水位调整槽送往沉淀槽，并在输送过程中加入高相对分子质量混凝剂，强化凝集作用。由于自然沉淀作用，凝集物和液体在沉淀槽中分离，分离终了的澄清液，在沉淀槽上溢流排放。沉淀的淤渣，通过增稠器和真空过滤机浓缩脱水后，形成可搬运的固态物。

2）硫酸废水投药中和。药剂中和处理硫酸废水处理工艺流程如图14-6所示。

图14-6 药剂中和处理硫酸废水的工艺流程

1—低浓度酸槽 2—高浓度更新酸液槽 3—碱液 4—混凝剂槽 5—沉淀槽 6—真空过滤器槽 7—增稠器 8—水位调整槽 9—中和槽

从图14-6中可以看出，处理系统的组成同处理盐酸废水相比较，除没有第一次中和槽外，其他都是相同的。这是因为若在处理硫酸废水时设置第一次中和槽，在处理过程中生成的硫酸钙，不溶于水，在药剂表面生成一层难溶的盐壳，使中和反应不能持续进行，从而失去设置第一次中和槽的意义；而处理盐酸废水时，生成的氯化物能在水中迅速溶解，不阻碍中和反应的进行。