某磷化公司年產(chǎn)2萬余噸硫酸的硫酸車間，系采取投資較少，工藝較簡單的沸騰焙燒，文、泡、文水洗凈化，一轉(zhuǎn)一吸工藝流程的小型硫酸生產(chǎn)裝置，由于該工藝流程中凈化工段為水洗流程，故在硫酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量帶礦塵的含酸廢水，排放至河道中，不僅淤塞航道，而且也嚴(yán)重污染了水質(zhì)。屬于淮河流域污染企業(yè)，環(huán)保部門下達(dá)限期治理通知后，該公司經(jīng)由科研部門論證，經(jīng)篩選采用中和、循環(huán)法治理硫酸生產(chǎn)廢水，取得了顯著效果。
1 處理前廢水排放量及污染分析
硫酸車間排放的廢水經(jīng)檢測，其廢水排放量為35～50m3/h，其中排出礦塵約350～450kg/h，SO2約4～7kg/h，SO3約30～60kg/h，含砷量因礦種而異，檢測也嚴(yán)重超標(biāo)，排放廢水的溫度在45℃左右，pH值約1.5，總酸度為2.06，懸浮物1538為mg/L。
2 硫酸車間凈化工段工藝操作原理
來自沸騰焙燒爐約850℃的高溫含塵氣體經(jīng)2級除塵及冷卻降溫后，爐氣溫度仍高達(dá)350℃左右，仍還有少量渣塵，為滿足工藝要求，需對此高溫含塵氣體進(jìn)行洗滌冷卻，凈化工段承擔(dān)洗滌冷卻的設(shè)備計(jì)3臺，即第一文丘里洗滌器、泡沫塔、第二文丘里洗滌器。高溫含塵氣體首先進(jìn)入第一文丘里洗滌器，經(jīng)與該設(shè)備送入的大量冷卻水接觸換熱后，氣體溫度降至50～60℃，同時(shí)第一文丘里洗滌器也除掉絕大部分氣體含塵，由此產(chǎn)生約10～15m3/h的廢水，經(jīng)第一文丘里冷卻除塵后的氣體再進(jìn)泡沫塔，泡沫塔的主要作用是進(jìn)一步降溫將原始SO3酸霧的顆粒變大，氣體經(jīng)泡沫塔處理后，溫度降至30～40℃，并同時(shí)產(chǎn)生約18～25m3/h的廢水。經(jīng)泡沫塔處理后的氣體，此時(shí)溫度及含塵量已大為降低，溫度約30～40℃，含塵量僅為原來的3%～5%，但氣體所含的SO3量仍較大，故再進(jìn)入第二文丘里洗滌器進(jìn)行洗滌，以除凈爐氣中所含的SO3酸霧，由此產(chǎn)生7～10m3/h廢水。
3 適度中和、循環(huán)使用處理廢水工藝的原理
如上所述，凈化工段操作的目的，是冷卻降溫、除塵及除去SO3酸霧，而要達(dá)到這一目的必須使用大量的冷卻水。該工藝使用的冷卻水在水質(zhì)上卻無特殊要求。因此，把凈化工段排出的廢水經(jīng)中和沉淀，冷卻降溫后再返回凈化工段循環(huán)使用，從理論、工藝要求上講，應(yīng)該是可行的。但是，如果完全中和掉水中的酸性，必將生成大量的硫酸鈣、亞硫酸鈣。而硫酸鈣很容易積聚在管道及設(shè)備上而引起管道設(shè)備堵塞。因此，采取適度中和的方法，使pH控制在3～4，即保持循環(huán)水是酸性，減少設(shè)備的結(jié)垢。
其工藝流程如下：
石灰乳與酸性廢水反應(yīng)生成硫酸鈣、亞硫酸鈣、砷酸鈣、亞砷酸鈣，從而達(dá)到除硫、除砷的目的。
4 適度中和循環(huán)使用工藝的具體操作
來自凈化工段的含塵廢水的pH值為1.5左右，使其在未沉淀前投加10%濃度的石灰乳，待其pH值升到3～4，再經(jīng)一級沉淀、二級沉淀，再流入清水池，此時(shí)廢水中懸浮物除掉90%以上，廢水的溫度也從高于40℃降到30℃。用1#泵將清水泵至冷卻塔冷卻降溫后，水溫降到20℃。因循環(huán)水中含有大量被溶解的鈣鹽，如不經(jīng)處理，由于凈化工段溫度較高，因水溫升高而使鈣鹽溶解度降低，會引起設(shè)備的結(jié)垢而堵塞設(shè)備。因此，在2#泵前的調(diào)節(jié)池內(nèi)滴加少量阻垢劑(ATMP)，以防設(shè)備中鈣鹽因結(jié)垢而引起堵塞。由于水始終處于循環(huán)使用狀態(tài)，在使用過程中鈣鹽的濃度會不斷增加，如果不能采取控制其濃度的辦法，最終由于水中的鈣鹽達(dá)到飽和而不能使用，導(dǎo)致循環(huán)使用工藝失效。而采取分流部分循環(huán)水，補(bǔ)充部分新鮮水的辦法，即將部分循環(huán)水用于焙燒工段的高溫爐渣、灰塵的冷卻降溫增濕。由于循環(huán)水中始終不斷地補(bǔ)充部分新鮮水，循環(huán)水中鈣鹽的濃度得到控制，循環(huán)水又不斷地被加入阻垢劑，設(shè)備的結(jié)垢堵塞現(xiàn)象就不會出現(xiàn)。
5 運(yùn)行結(jié)果
(1)實(shí)現(xiàn)廢水循環(huán)使用，在循環(huán)水量上保持了平衡；
(2)循環(huán)水的水質(zhì)及水溫完全滿足硫酸生產(chǎn)的工藝要求；
(3)廢水實(shí)現(xiàn)了封閉循環(huán)，達(dá)到零排放，廢水的pH值由處理前的1.5升至約5，懸浮物由處理前的1583mg/L降至19mg/L，污水總酸度由處理前的2.06mg/L降至0.8mg/L，廢水溫度由處理前的40℃～45℃降至約20℃。只要控制好水的溫度、pH、水質(zhì)、水量4個(gè)環(huán)節(jié)，適度中和循環(huán)工藝在處理硫酸生產(chǎn)廢水方面是一種投資較少，操作簡單的處理方案。減少甚至可達(dá)到廢水污染物“零排放”，具有顯著的環(huán)境效益和社會效益。
