酸洗廢水處理工藝設計研究

侯海鋒 卜安全 劉宏斌

摘 要：以某金屬廠酸洗廢水為研究對象，針對廢水的水質、水量特點，采用中和-混凝沉淀-過濾的處理工藝，工藝簡單，處理效果好，運行穩(wěn)定。處理后廢水出水水質符合《黃河流域（陜西段）污水綜合排放標準》（DB61/224-2011）的一級排放標準。

關鍵詞：鈦；鈦合金；酸洗廢水；工藝設計

近年來，由于鈦及鈦合金具有很高的強度和耐腐蝕性，已廣泛應用于航空航天、國防軍工、石油化工等領域[1-2]。在熱加工過程中，鈦及其合金表面形成氧化膜，一般采用氫氟酸和硝酸酸洗去除[3]。

鈦金屬酸洗廢水中含有大量的氟離子、鈦離子和少量的懸浮物等污染成分，有較強的腐蝕性[4]，直接排入水體，將造成水體的嚴重污染[5]。針對該金屬加工廠酸洗廢水的實際情況，介紹了中和-混凝沉淀-過濾工藝處理酸洗廢水的設計參數(shù)等，為經(jīng)濟、有效地處理酸洗廢水提供了新途徑。

1 廢水水質及來源

某金屬加工廠主要生產(chǎn)鈦及鈦合金材料，其加工工藝主要包括：冷軋、退火、打磨、酸洗等。廢水主要來源于酸洗廢水，每天排水量為360m3/d左右，設計進水水質及出水標準見表1。

表1 設計進水水質及出水標準

2 廢水工藝流程

根據(jù)廢水水質及處理要求，結合相關工程經(jīng)驗，采用中和-混凝沉淀-過濾法為中體工藝進行處理，工藝流程如圖1所示。廢水經(jīng)泵提升至隔油池，除去浮油和表面浮渣后進入中和池，通過投加石灰乳對污水進行中和，沉淀出水自流進入中間水池儲存。中間水池的污水經(jīng)污水提升泵進入介質過濾器過濾后，進入消毒池處理回用。沉淀池及反應池污泥排至污泥濃縮池，經(jīng)板框壓濾機壓濾后，泥餅外運，濃縮池上清液廢水排至過濾器進行二次處理。

3 主要構筑物及設備設計參數(shù)

該廢水處理站主要構筑物及設備設計參數(shù)見表2。

3.1 隔油池

廢水首先進入隔油池，其中的油類污染物得到分離，隔油池前段設置隔柵井，以截流大體積污染物，達到油水分離的作用。

3.2 中和池

廢水由泵提升至中和池，加石灰中和，調節(jié)pH至8-10的范圍，中和池出水流入混凝沉淀池儲存沉淀。

3.3 混凝沉淀池

向混凝沉淀池中的廢水投加PAC和PAM，提高懸浮物等去除效率，達到混合液的泥水分離。沉淀池內設置生物組合填料，增大水力停留時間，清水自流進入中間水池，沉淀污泥通過污泥泵進入污泥濃縮池處置。

3.4 中間水池

沉淀池出水暫存中間水池，內設提升泵，一部分回用于酸洗補充用水，一部分提升進入過濾器處理。

3.5 多介質過濾器

設計碳鋼結構，采用石英砂組成的濾料層，去除沉淀池出水中沒有徹底去除的微量懸浮物和離子，出水水質滿足回用要求。

3.6 消毒回用池

酸洗廢水經(jīng)消毒殺菌處理后，可用于沖廁、回用及達標排放。

3.7 污泥濃縮池

混凝沉淀池的剩余污泥進入污泥濃縮池，通過濃縮處理后進入機械壓濾處理，干泥餅外運處置，上層清液、沖洗水返回過濾器處理。

4 工程運行效果

本廢水處理站對各種污染物的去除率見表3。從表3可以看出，處理后，酸洗廢水的出水水質均可達到《黃河流域（陜西段）污水綜合排放標準》（DB61/224-2011）的一級標準。

表3 工程運行效果

5 效益分析

本污水處理站實際運行費用包括人員費用、電費和藥劑費用三部分。

5.1 人員費用

污水處理站配備管理人員3名，每人每月以1200元計，則每噸水人員費用為： 3×1200/（30×360）=0.33元/t。

5.2 電費

水處理設備總運行功率為16.5kw，使用系數(shù)：K=0.8，則每日用電量為16.5×24×0.8=316.8kw·h，若單位電費以0.5元/（kw·h）計，運行電費為0.44元/t。

5.3 藥劑費用

每噸水消耗聚丙稀酰胺0.001kg，按市場價25000元/t計算，；每噸水消耗聚合氯化鋁0.2kg，按市場價1200元/t計算；每噸水消耗石灰0.06kg，按市場價500元/t計算；折合0.30元/t廢水。

以上3項總費用為：0.33+0.44+0.30=1.07元/t。

6 結束語

結果表明，采用中和-混凝沉淀-過濾工藝處理酸洗廢水，CODCr去除率為79%，SS去除率為77%，氟離子去除率為85%，廢水中各污染物指標均可達到《黃河流域（陜西段）污水綜合排放標準》（DB61/224-2011）的一級標準。

該處理工藝具有工藝簡單、占地面積少、運行效果好等優(yōu)點，是一種值得推廣的工藝。

參考文獻

[1]鄭鋒，程挺宇，張巧云.鈦及鈦合金的酸洗技術[J].稀有金屬與硬質合金，2009，37（3）：26-28.

[2]張巧云.鈦、鎳特種金屬冷軋生產(chǎn)中退火、酸洗工藝研究[J].特鋼技術，2009，15（59）：24-27.

[3]曹峻清，余建強，王國興，等.鈦及其合金酸洗廢液回收研究[J].稀有金屬材料與工程，1998，27（4）：236-239.

[4]李亞峰，謝新立，李輝洋.調節(jié)-混凝-沉淀工藝處理小規(guī)模酸洗廢水[J].工業(yè)水處理，2012，32（1）：81-83.

[5]趙文生，張鳳君，王鳳翔.硫酸酸洗廢水處理與回用工藝設計[J].環(huán)境污染與防治，2007，29（11）：867-869.

作者簡介：侯海鋒（1982-），男，碩士，助理工程師。