解析含酸废水处理技术研究

化工厂、化纤厂、金属表面处理行业及电镀行业等制酸用酸过程中，会大量排出酸性废水。酸性废水若直接排放，将会腐蚀管道，损坏农作物，伤害鱼类等水生物，危害人体健康。因此，酸性废水必须处理达到排放标准后才能排放，或回收利用。对于含酸废水的处理可采用化学中和法、离子交换、膜法等方法。
　　
　　含酸废水处理技术1化学中和法
　　
　　酸碱中和反应H (aq) OH-(aq)?HO2是一种基本的化学反应，也是一种重要的化学反应。人们经常应用化学中和处理酸性废水的方法有：综合(回收)利用、酸碱废水互相中和、投药中和和过滤中和等。
　　
　　对于浓度较高(3%～5%以上)、成份较简单的酸，应回收利用。如从酸洗废液中，可以回收再生酸、硫酸亚铁等。另一种处理就是将酸、碱性废水直接在中和池中搅拌中和，这是一种既简单又经济的以废治废的方法。投药中和可以处理任何性质、任何浓度的酸性废水。中和的药剂主要有石灰、苛性钠、电石渣、锅炉灰和软化站废渣等。
　　
　　另外，以石灰石、大理石、白云石等作为滤料，让酸性废水通过滤层，使水中和的方法称作过滤中和法。这个方法一般适用于处理少量含酸浓度低(硫酸小于2g/L，盐酸、硝酸小于(20g/L)的酸性废水。
　　
　　含酸废水处理技术2离子交换法处理技术
　　
　　离子交换树脂是一类能显示离子交换功能的高分子材料。离子交换树脂具有交联结构，在交联结构的高分子基体上以共价键结合着许多交换基团，这些交换集团由固定离子何以离子键与其相结合的电荷相反的离子组成。反离子在溶液中可以解离，在一定条件下可以与其他符号相同的离子发生交换反应。
　　
　　廖赞、兰新哲、朱国才等用强碱性阴离子交换树脂回收氰化物的研究，主要集中在两种树脂的最佳吸附条件、饱和吸附量和吸附的热力学及动力学规律上，确定了树脂吸附最佳条件，确定了回收氰化物较佳的树脂类型。
　　
　　吴克明、石瑛王、俊黄羽研究交换树脂处理钢铁钝化含铬废水。发现：(1)阴离子交换树脂处理钢铁钝化含铬废水时对铬(VI)有很好的去除效果，在Cr6 为116mg/L，pH为3左右时，动态实验表明可以实现残余浓度符合国家工业废水排放标准。(2)阴离子交换树脂处理含铬废水速度快，操作简单，容易控制，同时还可以去除水中的部分有机污染物和其它金属污染，处理比较经济，工业易于实现。(3)树脂可用碱性溶液进行逆流再生，再生效果好，再生液可回收。另外，在水的深度处理中，AlbinPintar等用整合Pd-Cu/γ-Al2O3型催化剂的氯型树脂在去除饮用水中少量氨氮的研究中，研究了整合催化剂的树脂在去除水中微量离子的物理化学特征，研究表明整合催化剂作为离子交换技术的新型技术结合体具有相当诱人的前景。
　　
　　含酸废水处理技术3膜法处理技术
　　
　　对于酸性废液的处理可以使用渗析、电渗析等膜处理法，此类方法的好处在于能分离废液中的物质，达到资源回收的目的。
　　
　　含酸废水处理技术3.1扩散渗析法
　　
　　扩散渗析(DD)是一种以浓差为推动力的工业膜过程，在1993年以前日本的工业界就有50多家企业应用了这一膜分离技术，规模从0.5～50m3/d不等。DD在工业废水和污水处理中的主要应用是废酸、废碱的回收。用阴离子交换渗析法处理废酸液的新工艺于20世纪80年代就在工业中得到应用。在重氮化水解工艺工业生产间甲酚时，是用30%～50%的硫酸进行酸性水解的，因此排放的废水中含有250～350g/L的H2SO4、100～120g/L的Na2SO4和一些有机物质。通过3362BW阴离子交换膜进行的DD试验表明，常温下，膜中H 和Na 的平均扩散速度分别为7.8×10-4m/h废水中的H2SO4和Na2SO4被有效分离，H2SO4回收率达83%，扩散液中的Na2SO4含量小于6g/L，可满足重氮化水解工艺生产间甲酚的要求。对含金属盐类酸性废水进行分离净化，回收的酸可循环使用，从除酸后的残液回收有用金属。因而DD广泛的用于各种排放废酸的行业，如钢铁工业、铝箔浸渍作业、钛白粉工业、湿法炼铜工业、钛材加工业、电镀业、木材糖化业、稀土工业及其他有色金属冶炼业等，回收的酸的种类可包括硫酸、盐酸、氢氟酸、硝酸、醋酸等，涉及的金属离子主要包括过渡金属离子、稀土离子及钙、镁等。
　　
　　化纤厂酸性废水约含质量分数10%的Na2SO4，7%的H2SO4，1%的COD。兰州化学工业公司化纤厂用DD膜堆处理酸性废水的试验结果表明，酸的回收率、盐截留率回收酸与废酸浓度比均可达70%～80%，原废水处理能力为15L/(m2?d)，1?3浓缩的废水处理能力为7.5～11.3L/(m2?d)。
　　
　　在江西德兴铜矿投入运行的从电解液中回收游离酸的工程结果表明，DD法对酸的回收率在和铁去除率分别稳定在75%和90%左右，从开始运行的1.5年内，已累计回收硫酸340t。
　　
　　扩散渗析可与电渗析组合回收酸和废水中金属。DD可回收85%的游离酸，废水经DD处理后，再经ED脱盐和回收酸。回收酸的ED装置采用特种离子交换膜。ACM膜回收酸具有高的电流效率，CMS膜堆单价阳离子具有选择性，而排斥铝离子透过。经处理后，H 回收率98%，铝损失率5%。
　　
　　含酸废水处理技术3.2电膜法
　　
　　由于产品和生产工艺的原因，排放的工业废酸中常含有各种金属离子，ED法可以实现金属离子和废酸的回收。对于含铜、铁、镍离子的硫酸废水，即使硫酸质量浓度高达200g/L，金属离子质量浓度高达59%，ED法回收硫酸也能取得很好的效果。
　　
　　工业排放的稀乙酸废水中乙酸的含量在1%以下。回收废水中稀乙酸的方法有萃取分离法、生化处理法、吸附法以及电膜分离法。ED法可以将废水中乙酸浓度从2.5%浓缩到20%。双极膜ED法可以将含质量分数为0.2%乙酸废水中的乙酸有效清除，废水中乙酸浓度可以被浓缩到36%以上。用改性异相膜ED处理化纤厂去酸水，可把酸和盐浓缩到了200g/L，再进行多效蒸发可回收多余的Na2SO4，经ED浓缩的H2SO4和ZnSO4溶液可返回凝固浴再用。废水淡化后，溶解固体降到0.7g/L以下，无硬度，返回生产用作洗涤水。在电流密度24mA/cm2，浓淡水浓度比在10左右时，膜的盐迁移量为0.4kg/(m2?h)左右。溶液迁移量浓缩时为1770mL(m2?h)，
　　
　　脱盐时平均为396mL/m2?h。浓缩1t盐的耗电量在300kWh，回收水温在(35±2)℃的软化水耗电10～13可W?h/m3水。
　　
　　含酸废水处理技术3.3膜生物反应器法
　　
　　化工厂在生产过程中产生的酸、碱废水中，难降解物质的COD、BOD、SS都很高。在采用浸入式屏幕状结构的中空纤维膜组件的MBR处理酸、碱废水中工艺中，MBR由6组
　　
　　SM-L型膜组件组成，处理水量为220m3/d，实际运行中膜通量为0.20m3/(m2?d)。出水中的SS几乎为零，COD的去除率大于95%，工艺运行稳定、操作简单、管理方便。
　　
　　含酸废水处理技术3.4微滤和超滤法
　　
　　MichalBodzek和KrystynaKonieczny比较了不同类型的微滤膜和超滤膜在处理天然水的低
　　
　　压膜过程情况，证实即便对于天然水中低浓度的污染物的处理都具有较高的效率；但是实验也发现，即便对各种金属盐类的去除具有良好的效果，但是对硫酸盐的去除效率却不高。