本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法及其裝置。

背景技術(shù)：

金屬表面處理工藝中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是酸洗，而鹽酸是廣泛采用的酸洗介質(zhì)，具有酸洗效率高，對(duì)金屬基材損壞小，成品金屬表面質(zhì)量?jī)?yōu)等特點(diǎn)，因此得到廣泛采用。酸洗處理會(huì)產(chǎn)生兩種廢液：鹽酸濃度在6％以下和氯化亞鐵濃度在10％以上的廢酸，和鹽酸濃度在3％以下和氯化亞鐵濃度在5％以下的廢水。

廢酸的無(wú)害化處理普遍采用全酸再生技術(shù)，可以回收廢酸中99％以上的氯離子并結(jié)合成氯化氫，被水吸收后形成飽和氯化氫溶液，即再生鹽酸；以及廢酸中全部金屬離子，主要是鐵離子，以金屬氧化物方式形成可以回收利用的副產(chǎn)品。

廢水的處理，除部分供應(yīng)給酸再生機(jī)組用于吸收氯化氫氣體生成再生酸外，其余部分普遍采用中和沉淀脫水工藝，將廢水中的鹽酸用堿中和，并生成氫氧化亞鐵，曝氣氧化后加入絮凝劑沉淀氫氧化鐵，然后將泥漿脫水形成固態(tài)廢渣做掩埋處理，擠出的清水鹽分較高，必須脫鹽后才有利用價(jià)值，否則直接排放亦造成水系鹽堿化，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞。

利用反滲透工藝處理廢水，雖然可以回收廢水中的大部分水份，生成具有良好回用價(jià)值的純凈工業(yè)水，但是濃縮廢液依然存在必須固化成廢渣排放的問(wèn)題。而且由于廢水中含有鹽酸、有機(jī)雜質(zhì)和結(jié)晶體等其它固態(tài)物，必須在反滲透前預(yù)先凈化處理，其過(guò)程亦產(chǎn)生污染廢液，必須固化成廢渣。

綜上，由于許多金屬酸洗生產(chǎn)工藝中使用鹽酸作為工藝介質(zhì)，因此酸洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢酸和含酸廢水。為消除這些廢液對(duì)水環(huán)境的嚴(yán)重破壞，必須使用專(zhuān)用設(shè)備對(duì)廢液進(jìn)行無(wú)害化處理。現(xiàn)行的方法是將廢水進(jìn)行中和處理，因此廢水處理會(huì)產(chǎn)生大量可溶性有害廢渣，對(duì)環(huán)境造成二次污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中將廢水進(jìn)行中和處理產(chǎn)生大量可溶性有害廢渣，而對(duì)環(huán)境造成二次污染的問(wèn)題，提供一種鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法及其裝置。

本發(fā)明首先提供了一種新的工藝方法，即鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法，通過(guò)將廢酸再生技術(shù)與反滲透膜技術(shù)結(jié)合，有效解決鹽酸酸洗線廢水處理的廢渣排放問(wèn)題，并提高廢液處理設(shè)施的運(yùn)行效益。

本發(fā)明還提供了一種針對(duì)上述處理方法的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置，其將流化床酸再生裝置和反滲透凈化裝置相結(jié)合應(yīng)用于本發(fā)明處理裝置中，對(duì)各工藝步驟產(chǎn)生的濃縮廢液、廢水和廢渣進(jìn)行有效的循環(huán)重復(fù)利用，有效解決廢水處理和廢渣產(chǎn)生問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了酸洗生產(chǎn)線的酸洗廢液無(wú)排放處理目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法，具體包括如下步驟：

(1)利用氧化鐵砂中和酸洗后的廢水中的鹽酸，并過(guò)濾廢水中的有機(jī)物質(zhì)和固態(tài)雜質(zhì)，控制中和后的廢水呈弱酸性，中和反應(yīng)為：

fe2o3+6hcl→2fecl3+3h2o；

(2)向該中和過(guò)濾后的廢水中加入混凝劑，進(jìn)行固液分離，得懸浮顆粒物沉淀和溢清流液；

(3)將該溢清流液經(jīng)反滲透系統(tǒng)進(jìn)一步處理后，流出的純凈水回用至酸洗生產(chǎn)線，流出的濃縮廢液與步驟(1)酸洗后的廢水混合進(jìn)行循環(huán)處理；

(4)將酸洗后的廢酸送入酸再生系統(tǒng)中，廢酸中的氯化亞鐵在大于600℃的高溫下與水和氧氣發(fā)生熱水解反應(yīng)：

4fecl2+o2+4h2o→8hcl+2fe2o3；

廢酸中的其它金屬均被固化在生成的副產(chǎn)物氧化鐵砂內(nèi)，生成的氯化氫氣體被酸洗后的廢水吸收，產(chǎn)生的再生鹽酸回用至酸洗生產(chǎn)線。

進(jìn)一步地，在所述的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法中，所述步驟(1)中，控制中和過(guò)濾后的廢水ph值為4至7。

進(jìn)一步地，在所述的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法中，所述步驟(1)中采用的氧化鐵砂來(lái)源于所述步驟(4)中生成的副產(chǎn)物氧化鐵砂。

進(jìn)一步地，在所述的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法中，所述步驟(4)中廢酸中的氯化亞鐵在800-900℃的高溫下與水和氧氣發(fā)生熱水解反應(yīng)。

進(jìn)一步地，在所述的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法中，所述步驟(4)中，再生鹽酸的濃度為15-30％。

進(jìn)一步地，在所述的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法中，所述步驟(1)過(guò)濾后的固態(tài)雜質(zhì)和/或所述步驟(2)固液分離后的懸浮顆粒物沉淀與所述步驟(4)中酸洗后的廢酸混合進(jìn)行循環(huán)處理。

本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置，主要包括：

分別與酸洗生產(chǎn)線1相連的再生酸儲(chǔ)罐21、廢酸儲(chǔ)罐22、廢水儲(chǔ)罐23、回用水儲(chǔ)罐24和蒸汽鍋爐3；

中和砂濾槽4，其與所述廢水儲(chǔ)罐23連接，用于中和廢水中的鹽酸并過(guò)濾廢水中的固態(tài)雜質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)；

沉淀槽5，其與所述中和砂濾槽4連接，用于將經(jīng)中和砂濾槽4中和、過(guò)濾后的廢水進(jìn)一步進(jìn)行固液分離；

反滲透凈化裝置9，其與所述沉淀槽5相連接，用于對(duì)固液分離后的廢水進(jìn)行反滲透凈化；所述反滲透凈化裝置9分別與所述廢酸儲(chǔ)罐22和回用水儲(chǔ)罐24相連接；以及

流化床酸再生裝置10，其分別與所述再生酸儲(chǔ)罐21、廢酸儲(chǔ)罐22和廢水儲(chǔ)罐22相連接，用于再生鹽酸，并將該再生鹽酸儲(chǔ)存于再生酸儲(chǔ)罐21中供所述酸洗生產(chǎn)線1使用。

進(jìn)一步地，在所述的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置上，所述回用水儲(chǔ)罐24與所述蒸汽鍋爐3相連接，用于為所述酸洗生產(chǎn)線1提供酸洗蒸汽用水。

進(jìn)一步地，在所述的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置上，還包括分別與所述中和砂濾槽4和所述沉淀槽5連接的濃縮液罐7，所述濃縮液罐7連接所述廢酸儲(chǔ)罐22。

進(jìn)一步地，在所述的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置上，還包括與所述流化床酸再生裝置10連接的氧化鐵砂儲(chǔ)罐8，由所述氧化鐵砂儲(chǔ)罐8儲(chǔ)存所述流化床酸再生裝置10生成的氧化鐵砂。

進(jìn)一步地，在所述的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置上，所述沉淀槽5與所述反滲透凈化裝置9之間設(shè)有用于儲(chǔ)存廢水清液的中間罐6。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：

本發(fā)明鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法，采用流化床工藝進(jìn)行酸再生，與其它酸再生工藝比較，具有工藝可靠性高，對(duì)廢酸液純凈度要求低，適用范圍廣，無(wú)二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)本發(fā)明的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置，具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、投資與處理成本低、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了廢酸廢水資源循環(huán)回用、以廢治廢的目的，既減少了鹽酸酸洗廢酸廢液帶來(lái)的環(huán)境污染危害，又可回收制得具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的氧化鐵砂，很好地兼顧了環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法的工藝流程圖。

其中，1-酸洗生產(chǎn)線，2-液體儲(chǔ)罐，21-再生酸儲(chǔ)罐，22-廢酸儲(chǔ)罐，23-廢水儲(chǔ)罐，24-回用水儲(chǔ)罐，3-蒸汽鍋爐，4-中和砂濾罐，5-沉淀槽，6-中間罐，7-濃縮液罐，8-氧化鐵砂儲(chǔ)槽，9-反滲透凈化裝置，10-流化床酸再生裝置。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)和具體的介紹，以使更好的理解本發(fā)明，但是下述實(shí)施例并不限制本發(fā)明范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法，包括如下步驟：

(1)利用氧化鐵砂中和酸洗后的廢水中的鹽酸，并過(guò)濾廢水中的有機(jī)物質(zhì)和固態(tài)雜質(zhì)，控制中和后的廢水呈弱酸性，以適合反滲透膜的要求，發(fā)生中和反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式為：

fe2o3+6hcl→2fecl3+3h2o；

(2)向該中和過(guò)濾后的廢水中加入混凝劑，進(jìn)行固液分離，將細(xì)小的懸浮顆粒物沉淀與清液分離，以消除這些物質(zhì)對(duì)反滲透膜的破壞，得懸浮顆粒物沉淀和溢清流液；

(3)將該溢清流液經(jīng)反滲透系統(tǒng)進(jìn)一步處理后，流出的純凈水回用至酸洗生產(chǎn)線，流出的濃縮廢液與步驟(1)酸洗后的廢水混合進(jìn)行循環(huán)處理；

(4)將酸洗后的廢酸送入酸再生系統(tǒng)中，廢酸中的氯化亞鐵在高溫下與水和氧氣發(fā)生熱水解反應(yīng)：

4fecl2+o2+4h2o→8hcl+2fe2o3；

廢酸中的其它金屬均被固化在生成的副產(chǎn)物氧化鐵砂內(nèi)，生成的氯化氫氣體被酸洗后的廢水吸收，產(chǎn)生的再生鹽酸回用至酸洗生產(chǎn)線。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在的鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法的步驟(1)中，控制中和過(guò)濾后的廢水ph值為4至7；優(yōu)選地，控制中和過(guò)濾后的廢水ph值為5.5至6.5。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在該鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法的步驟(1)中，采用的氧化鐵砂全部來(lái)源于步驟(4)中生成的副產(chǎn)物氧化鐵砂。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在該鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法的步驟(4)中廢酸中的氯化亞鐵在800-900℃的高溫下與水和氧氣發(fā)生熱水解反應(yīng)；優(yōu)選為860-880℃。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在該鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法的步驟(4)中，再生鹽酸的濃度為15-30％；優(yōu)選地，再生鹽酸的濃度為18％，以供金屬酸洗生產(chǎn)線使用。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在該鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理方法的步驟(1)中過(guò)濾后的固態(tài)雜質(zhì)和/或步驟(2)固液分離后的懸浮顆粒物沉淀與步驟(4)中酸洗后的廢酸混合進(jìn)行循環(huán)處理。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置，各組件之間通過(guò)泵或高壓泵進(jìn)行物料的輸送，其主要包括：分別與酸洗生產(chǎn)線1相連的再生酸儲(chǔ)罐21、廢酸儲(chǔ)罐22、廢水儲(chǔ)罐23、回用水儲(chǔ)罐24和蒸汽鍋爐3；中和砂濾槽4，其與廢水儲(chǔ)罐23，用于中和廢水中的鹽酸并過(guò)濾廢水中的固態(tài)雜質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)；沉淀槽5，其與中和砂濾槽4連接，用于將經(jīng)中和砂濾槽4中和、過(guò)濾后的廢水進(jìn)一步進(jìn)行固液分離；反滲透凈化裝置9，其與沉淀槽5相連接，用于對(duì)固液分離后的廢水進(jìn)行反滲透凈化；反滲透凈化裝置9分別與廢酸儲(chǔ)罐22和回用水儲(chǔ)罐24相連接；以及流化床酸再生裝置10，其分別與再生酸儲(chǔ)罐21、廢酸儲(chǔ)罐22和廢水儲(chǔ)罐22相連接，用于再生鹽酸，并將該再生鹽酸儲(chǔ)存于再生酸儲(chǔ)罐21中供酸洗生產(chǎn)線1使用。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在該鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置上，回用水儲(chǔ)罐24與蒸汽鍋爐3相連接，用于為酸洗生產(chǎn)線1提供酸洗蒸汽用水。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在該鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置上，還包括分別與中和砂濾槽4和沉淀槽5連接的濃縮液罐7，濃縮液罐7連接廢酸儲(chǔ)罐22。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在該鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置上，還包括與流化床酸再生裝置10連接的氧化鐵砂儲(chǔ)罐8，由氧化鐵砂儲(chǔ)罐8儲(chǔ)存流化床酸再生裝置10生成的氧化鐵砂。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在該鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理裝置上，沉淀槽5與反滲透凈化裝置9之間設(shè)有用于儲(chǔ)存廢水清液的中間罐6。

采用本發(fā)明無(wú)排放處理裝置進(jìn)行鹽酸酸洗液的無(wú)排放處理工藝為：

將酸洗生產(chǎn)線1產(chǎn)生的廢酸和廢水分別存入廢酸儲(chǔ)罐22和廢水儲(chǔ)罐23；

首先，需對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)先凈化處理，廢水從廢水儲(chǔ)罐23用泵送達(dá)砂濾罐4內(nèi)，砂濾罐4使用的氧化鐵砂全部為來(lái)自于氧化鐵砂儲(chǔ)槽8內(nèi)的氧化鐵砂，廢水中的鹽酸被氧化鐵砂中和，發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

fe2o3+6hcl->2fecl3+3h2o；

中和后，廢水的ph值呈4至7之間的弱酸性，適合反滲透膜的要求；砂濾罐4同時(shí)將較大的固體雜質(zhì)從廢水中排出，至濃縮液罐7；同時(shí)將中和過(guò)濾后的廢水流至沉淀槽5中，加入混凝劑，將沉淀細(xì)小的懸浮顆粒物沉淀并定時(shí)排放至濃縮液罐7，消除這些物質(zhì)對(duì)反滲透膜的破壞，以使廢水到達(dá)反滲透凈化裝置內(nèi)反滲透膜的要求。

然后，將沉淀槽5的溢流清液輸送進(jìn)入中間罐6，并通過(guò)高壓泵將廢水清液從中間罐6打入反滲透凈化裝置9進(jìn)行反滲透凈化處理，反滲透凈化裝置9流出的純凈水進(jìn)入回用水罐24，供酸洗生產(chǎn)線1使用；而反滲透凈化裝置9流出的濃縮廢液進(jìn)入廢水罐23，供酸再生裝置10或反滲透凈化裝置9使用。

最后，將酸洗后的廢酸用泵從廢酸儲(chǔ)罐22送往酸再生裝置10，在該裝置中，廢酸中的氯化亞鐵在高溫下與水和氧氣發(fā)生熱水解反應(yīng)：

4fecl2+o2+4h2o->8hcl+2fe2o3；

生成的氯化氫氣體被廢水儲(chǔ)罐23送來(lái)的廢水吸收，產(chǎn)生濃度為18％的再生鹽酸送往再生酸儲(chǔ)罐21，供酸洗生產(chǎn)線1使用；而生成的氧化鐵砂送往氧化鐵砂儲(chǔ)槽8，為砂濾罐4提供中和鹽酸用氧化鐵砂或用于其它目的，廢酸中其它金屬雜質(zhì)均被固化在氧化鐵砂內(nèi)，對(duì)環(huán)境無(wú)害。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。