摘 要:钣金工件前处理液的磷化废水处理工艺是在碱性条件下、化学沉淀法除磷[1],此时水的PH值为11左右,工艺要求用盐酸回调PH值达标排放。由于PH值回调是酸碱中和反应[2],我们设计方案是用脱漆(粉)后的废硫酸取代购买新盐酸实施中和反应。在较好的工艺流程下,可以达到国标排放,还可以回用至前处理部分水洗槽,既节约资源,又变废为宝。为类似企业提供了可以参考的环保与经济模式。
关键词:废硫酸 废水处理站 水的PH值
中图分类号:X781文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)02(b)-0045-01
1 引言
对于一些因喷涂工艺出现质量问题的工件,需要脱漆(粉)后重新喷涂。目前漆(粉)剥落常采用浓硫酸(浓度98%)脱漆工艺(珠三角采用热洁炉高温炭化工件表面的漆粉后用水冲洗工件的工艺也常见,比浓硫酸环保,但对于大型薄板件易变形),脱漆后的浓硫酸浓度在80%左右,该废硫酸含有大量金属离子、有机物粉末、油脂等,属于危险化学品,必须送有资质的企业处理,废物产生企业不但需要承担费用,还需要承担收集、运输泄漏的风险;且浓硫酸属于公安部门重点监控的有毒化学制品。利用废浓硫酸中和废水处理站排放前水的PH值,既减少有毒制品的运输遗漏风险,又达到清洁、环保生产的目的。
2 原废硫酸处理方案
2.1 废硫酸换槽
脱漆过后产生的废硫酸浓度在80%左右,遇水会产生大量热,具强烈腐蚀性。收集时应做好如下准备:废水处理站备够药品(NaOH),水池(池壁贴PP板)有足够的废水。采用少量、多次缓慢排向废水处理站,操作时间长,占用人力、物力、且不安全。
2.2 废硫酸中和处理
酸碱中和反应,产生水和硫酸钠;
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
金属离子和碱反应,产生大量氢氧化铁絮状沉淀物[4];
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
有机粉末、油脂也消耗一定量的碱。
为减少中和反应产生大量的热,需注入大量水稀释,增加了处理成本。
2.3 处理效果
固体废物量大;矾花较小、悬浮物较多,沉淀效果不好。处理约1周左右时间里,外排水质有色度,有时沉淀池还有浮泥现象。
高浓度废硫酸对废水处理设施的安全运行、防腐、管网等都存在威胁,增加废水处理操作员劳动强度和操作过程安全隐患。
3 利用废硫酸中和废水处理站水的pH值
3.1 方案设计
集中处理废硫酸,效果不理想、成本高、危险性大。我公司废水处理站处理磷化废水工艺是在碱性条件下、沉淀法除磷,出水pH值为11左右。工艺要求用盐酸回调pH值达标排放。年需盐酸27～30t。由于pH值回调是酸碱中和反应,我们设计方案为用废硫酸取代盐酸。
2006年初,我们开始进行相应试验、水质化验等。实验表明:只要过程控制好,完全可以用废硫酸取代盐酸回调pH值,废硫酸中和后水的BOD、COD、pH值、悬浮物4项排放标准上完全达标(DB44/26—2001的第一时段二级标准)[5]。
3.2 方案实施经过
经过一段时间的工艺摸拟试验,确定的方案为:将脱漆后的废硫酸槽定期抽到废硫酸收集槽,先进行废硫酸沉淀池,再进行废硫酸过滤,最后用于中和废水站出水前的pＨ值。
2006年5月开始进行废水处理系统试运行,由于废硫酸中存在大量悬浮物、铁离子、漆粉等。回调后的水质虽然满足国家工业处理废水四个排放标准,但水有轻度黄色和少量悬浮物,原因是废硫酸中的Fe2+进入水中,在水清洗工件时附着在工件表面与空气作用立即生成薄薄的浮锈:
2Fe2++3O2=2Fe2O3
设法从收集废硫酸后即开始去除Fe2+,提高回调用废硫酸的纯度。在废硫酸过滤系统中,先利用活性碳吸附过滤废硫酸中杂质,后稀释调配,再一次过滤并用活性碳吸附,提高废硫酸纯度。该过程中部分Fe2+被氧化成Fe3+,Fe3+在水中极易发生水解反应,生成Fe(OH)3絮状沉淀。对于进入水中的少量仍为Fe2+的,则在单阀滤池中改用锰砂去除水中的铁离子,其反应为:
4MnO2+3O2=2Mn2O7
Mn2O7+6Fe2++3H2O=6Fe3++MnO2+6OH-
生成的Fe3+立即水解成絮状氢氧化铁沉淀
Fe3++3OH=Fe(OH)3↓
经过一段时间试运行,重新上废水处理系统运行,对出水水质进行跟踪分析,与盐酸回调出水水质基本一致,水的色泽度也基本正常,四项排放指标监测完全达标,符合国家排放标准,并可以循环使用在除油、除锈后的清洗工艺中。
2006年10月根据废硫酸调节废水处理水PH值的处理工艺流程图制作处理系统,现运行稳定。
4 废硫酸回调出水pH值方案实施效果
经过近三年的运行记录,年废硫酸33吨左右,全部用来回调废水处理站出水的PH值。
节省氢氧化钠:根据化学反应方程式计算,33t废硫酸需消耗27t氢氧化钠,每吨氢氧化钠按3200元计,合计86400元。
节省盐酸:根据以前回调PH值用盐酸用量:最低年消耗27t,每吨盐酸按均价1400元计,合计37800元。
5 结语
用废硫酸调节废水处理出水的pH方案是可行的。通过本方案实施,既节约资源、变废为宝,又降低处理成本,取得一定环保效果和经济效果。
在实际水的回用中,可能仍然有很少量的Fe2+,在用于生产时,可以使用在一些要求低档的场合用水,例如:工件除锈、除油后水洗;要完全达到无Fe2+及一些有机物,还需要增加一些设施,例如瀑气法除铁,反渗透膜过滤等。使用中,还得注意活性碳与锰砂要定期更换,确保其吸附力与氧化能力。
参考文献
[1]金熙.业水处理技术问答及常用数据[M].北京:化学工业出版社,2000,59.
[2]林荣忱.污废水处理设施运行管理[M].北京出版社,2006,83.
[3]庆新.初级污水处理工[M].广东环协环保职业培训学校,2004,71.
[4]广东省环境保护局.东省地方标准水污染物排放限值DB4426-2001[S].1989.
[5]余经海.工业水处理技术[M].化学工业出版社,1998,28-29.
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