某家用不锈钢管厂废液酸洗处理工艺的改进

发布时间：2021-06-28 08:41:19 丨 浏览次数：

不锈钢管厂原有的废酸处理工艺资源回收率低，处理规模小，能耗高，易产生二次污染；废水处理中，铁离子氧化不完全，污泥量大，处理难度大；出水氯离子达不到标准。该改造采用二次曝气氨中和工艺制备铁基水处理化学品和废酸酸洗废水。运行结果表明，改造后的酸洗废液处理工艺稳定可靠，有效解决了原工艺存在的问题，同时为公司提供了一定的环境效益和经济效益。

不锈钢管在加工前一般要在一定温度下浸酸或在表面喷一定浓度的酸，以去除不锈钢管表面的氧化层。这个过程称为酸洗。酸洗工艺可以改善不锈钢管的表面性能，酸洗后排出的残液为残酸液。酸洗后的不锈钢管表面仍有残留的酸洗液，需要用水清洗。由此产生的洗涤水就是酸洗废水，这两种废液统称为酸洗废液。这种废液对环境危害极大，已被列为危险废液。对其无害化处理和回收利用技术的研究引起了广泛关注。

米东区某不锈钢管厂采用工业用31%盐酸作酸洗剂。钢带经酸洗、清水清洗后即可加工。它每天产生20立方米的残酸和80立方米的酸洗废水。工艺改造前，剩余酸液经蒸发浓缩结晶提取氯化亚铁晶体，碱液吸收尾气。然而，在实际应用中，发现该工艺的加工规模有限。能耗高，去除得到的氯化亚铁晶体难点：废水处理采用石灰中和沉淀曝气法。出现疏浚困难，部分外排水困难。这些问题制约了公司的进一步扩张和发展，同时在当前环保形势下，对处理工艺进行技术改造势在必行。

1 残留酸洗液主要指标

经过数周的连续检测分析，残酸酸度为3%~5%，Fe2+为9.0%~9.2%，总铁为9.1%~9~5%。酸洗废水及改造前出水主要指标见表1。

2 改造前的流程及存在的问题

2.1 废酸处理工艺

2.1.1 流程介绍

残酸液通过不锈钢管（管口装有过滤器）进入残酸液储罐，残酸液用提升泵泵送到加热蒸发结晶装置。 热处理后，大部分水分和残留酸蒸发，使氯化亚铁绿色结晶结晶。 挥发的盐酸蒸气经碱性吸收塔中和。

2.1.2 问题

由于设计考虑不足，设计吞吐能力为5m3/d。随着酸洗车间生产规模的扩大，产生的残酸量增加到20立方米/天，现有的处理规模已不能满足生产需要。大部分残留酸必须运输处理，费用昂贵。

蒸发结晶工艺不能回收废酸溶液中残留的盐酸，增加了公司的生产成本，不符合废旧资源回收利用的原则。此外，由于市场需求小，回收的氯化亚铁晶体存在长期滞后。

蒸发结晶过程需要大量热量，消耗大量能源。燃烧煤或天然气会产生SO2、NO等大气污染物，对大气环境造成污染。

2.2 酸洗废水处理工艺

2.2.1 流程介绍

酸洗废水通过不锈钢管（管口安装滤网）流入曝气中和池，与曝气中和池管道附近的石灰水储罐相连，并进行处理。管道加药，中和污水池曝气。调节pH值至7左右，然后加入一定量的聚丙烯酰胺。 曝气和中和反应后的废水由提升泵泵送至高位沉淀池进行沉淀处理，然后进入二沉池，最后溢流至澄清池。 澄清池的出水部分作为回用水进入回用池，部分外排。 沉淀池中的污泥由污泥泵泵送到板框压滤机房进行脱水处理，然后集中堆放进一步输送。

2.2.2 存在的问题

中和剂使用石灰，使整个过程产生大量污泥，难以堆放，处理成本较高；石灰溶解时呈粉状，溶解后易结垢，堵塞管道；时间，无法解决部分外排液氯离子含量高、不达标排放的问题。

中和槽曝气不足，水力停留时间短。一旦废水被中和，Fe2+就不能被充分氧化，容易形成氢氧化亚铁絮凝沉淀。此时出水虽然呈清澈状态，但含有大量Fe2+。一段时间后，Fe2+在沉淀池中被空气氧化形成氢氧化物，铁的沉淀使洁净池中的水浑浊、发红。

中和、曝气氧化、混凝三道工序在曝气池内同时进行，导致各工序处理效率极低。废水中的铁离子不能完全去除，也不能充分发挥其混凝沉淀作用。需要额外添加絮凝剂，导致沉淀池污泥量大，污泥去除频繁，投入成本较高。

3 废酸洗液的转化工艺

3.1 转化原理

根据实际工况，修改后的工艺充分利用原有工艺结构，工艺紧凑，占地面积合理，节约成本。无需大规模修改即可保证处理系统的灵活性，以适应残留液体指标的变化。

3.2 转型要点

对工厂酸洗废液处理工艺进行现场调研分析，发现废酸液处理工艺蒸发结晶回收氯化亚铁晶体，大量盐酸既没有回收也没有循环利用。造成极大浪费；这个过程消耗更多的能量。高，投入产出比极低；由于原设计规模有限，扩产后大部分残酸溶液将运往处置。

选用石灰作为中和剂处理酸洗废水。产生的污泥量极大，堆放困难，处理成本高，不能解决氯离子排入外排的问题。同时曝气氧化混凝池设计功能复杂，处理负荷大，导致Fe2+氧化不完全，混凝沉淀不完全，返色、出水污泥等问题明显。

3.3 改造后的工艺流程

3.3.1 残酸制备铁基混凝剂

过程

残留的酸性液体通过管道进入缓冲罐进行批处理。 b) 配料完成后，酸液溢入炉排井，滤除铁屑和漂浮物，送入原料储罐备用。 c) 将原料通过泵送入反应系统，加料完毕后，打开循环泵进行预反应。预反应完成后，定量的催化剂通过自吸收进入反应体系。供气站将反应所需的氧化剂气体减压后，通过自控系统送入反应系统，全程严格控制反应条件。 d) 反应结束，抽检合格后，调整并妥善存放在成品组中。

工艺分析

a) 该工艺总建设成本低于购买处理量20m3/d的残酸蒸发结晶设备。生产过程不需要加热，能耗仅为物料输送和反应过程中物料的混合和混合，每吨产品能耗为35千瓦时。

b) 反应在密闭容器中进行，不产生残留液体、残留气体或残留残留物，不需要辅助设备。

C。间歇生产，反应时间短，生产效率高。

d.生产过程自动控制，反应速度易于控制，大大降低人工成本，反应终点明确指示。

和。实现危废资源的不进厂利用。生产的铁基混凝剂具有无生物毒性、明矾开花大、混凝反应快、沉降快、加工成本低、加工时间短等优点。并具有很高的优势，经济和环境效益。

3.3.2 污水酸洗二次曝气氨中和工艺

二次曝气氨水中和工艺

至。酸洗废水通过不锈钢管流入炉排室，过滤掉大块铁屑和漂浮物，然后进入曝气中和池，同时向进水管加氨水。湾将一级曝气池（曝气中和池）中的废水pH值调至5.05.5（防止pH值过高产生氢氧化亚铁沉淀），曝气中和彻底，不再聚合丙烯酰胺C。一级曝气后，废水进入二级曝气池（混凝沉淀反应池）继续曝气，控制曝气量和曝气时间。加入少量熟石灰调节进水的pH值。 d) 曝气完成后，废水进入二级曝气池后端的调压池，然后直接进入板框压滤机进行压滤处理。若压滤液浊度高，则先进入沉淀池，再进入澄清池；如果压滤液浊度低，则直接排入澄清池。 e) 澄清池中的部分水作为循环水流入循环池，部分作为水用于绿化植物。

工艺分析

至。更新石灰水储罐，用氨水作为中和剂代替石灰。药剂成本略有增加，但污泥量减少2/3左右，大大节省堆放地、处理成本和人工成本。改造前的部分外排水经简单调理后可直接作为绿化植物用水，解决了公司外排水达不到排放标准的问题。

湾原曝气中和混凝池改造为一级曝气池（曝气中和池），只进行曝气中和处理，使废水中的Fe2+完全氧化，同时曝气时间达到pH值为5.0-5.5 在气相中，不会发生氢氧化亚铁絮凝沉淀，后端混凝沉淀可以彻底去除铁离子，解决出水浑浊、反色现象。

C。拆除原高位沉淀池，建设二次曝气池（混凝沉淀反应池），采用二次曝气工艺，充分发挥污水中原有铁离子的混凝作用。这样既可以有效去除水中的铁离子，又可以作为混凝剂，通过混凝沉淀去除其他污染物，无需添加絮凝剂，节约成本。

d.最后，混凝沉淀池出水直接泵入压滤机进行脱水处理，然后根据出水状态进入沉淀池或澄清池，有效减少沉淀池污泥量，大大减少污泥清理频率，节约生产成本。

4 调试运行及利润分析

4.1 废酸处理工艺

4.1.1 运行状态

新的废酸处理工艺设计为以30m3/班（4-6h）的规模处理废酸。已稳定建设运行两个月，处理残酸液20m3/d，生产铁基水处理药剂约22t/d，产品符合《水处理剂聚氯化铁》（HG/T4672-2014）及标准要求《水处理剂氯化铁》（GB4482-2006）。同时在乌鲁木齐周边生活污水处理厂和工业污水处理厂得到应用，客户反映处理效果良好。

4.1.2 利润分析

设备投资：管道及安装费30万元，储罐及防腐罐15万元，厂房建设12万元，其他费用2万元，共计59万元。

生产成本：元/t，人工成本46元/t，药房成本70元/t，合计116元/t。

:经济利润按实际生产规模6000t/a，铁基混凝剂价格450元/t计算，故收益为200万元。在正常生产条件下，不到4个月即可收回投资成本。

4.2 酸洗废水处理工艺

4.2.1 运行状态

改造后污水处理站已连续运行1个月，处理后水试验结果与改造前对比见表2。

由表2可以看出，工艺改造后出水pH值波动幅度较小，对铁离子、COD、SS的去除效果明显。虽然转化前后氯离子浓度没有变化，但经过简单调理后不再排放或直接使用。

4.2.2 成本分析

改造前污水处理运行费用为24.5元/m3，其中化工费22.5元/m3，人工费1.5元/m3，电费0.5元/m3。污泥产量约65t/年，处理费用14.3万元/年。

改造过程无需新建池，只需改造高位沉淀池，购置风机一台和曝气装置一套，共计3万元。改造后运行成本25.3元/m3，其中药费24元/m3，电费0.8元/m3，人工费0.5元/m3。理论污泥量减少60%，可节省处理费用85000元/年。

5. 结论

在充分利用原有结构、节约成本的前提下，针对酸洗废液处理工艺原有设计不足、资源回收不完全、能耗高、处理效果差等问题，进行了技术改造。改造后，在保证主营业务正常生产、最大限度回收利用和资源化利用的前提下，将酸洗残液转化为水处理剂，并在实际应用中，不仅解决了困难。危险废物的处置，也给不锈钢管厂带来了一定的经济效益；对于废水酸洗，根据实际情况合理选择中和剂，采用二次曝气处理沉淀工艺，有效解决原工艺亚铁氧化、污泥量大、堆放困难、处理成本高、沉淀池清淤频繁、人工成本高，处理后的水变色，外排无法达到排放标准。