石灰石在工业酸洗废水处理中的综合应用

图 1 每升酸性废水 30 %NaOH 滴定曲线
3. 3 TFe 、Zn2 + 去除的最佳 p H值范围的选择 根据计算得出 ,废水中的 Fe2 + 开始沉淀的 p H
值为8. 27 ,而完全沉淀时 p H 应大于 9. 7 ,由于水合 二价铁离子是两性化合物 , 故当 p H > 13. 5 时 , Fe (O H) 2沉淀开始溶解 。
石灰石过滤中和废水中的酸 ,废水的 p H 值由
2 —3 被 中 和 至 5. 5 —6 , 而 且 增 加 被 处 理 水 中 的
Ca2 + 浓度 ,这对去除废水中的 PO34 - 和少量 SO24 -
是非常有利的 。形成的 Ca3 ( PO4 ) 2 、CaSO4 以及废
水中 Ca2 + 的存在还可以增大 Fe (O H) 3 、Zn (O H) 2 的
表 3 对比试验结果
指标 方法
工艺一
p H 值调节方式 以及可控性能
用石灰乳 ,p H 值在 7. 5 —8 不易准确控制
CODCr ( mg/ L)
< 50
PO
3 4
-
( mg/ L)
0. 044
TFe ( mg/ L)
< 0. 05
Zn2 + ( mg/ L)
沉渣干重 (g/ L)
表 2 酸洗废水经石灰石过滤中和后的结果
指标
废水 原水
石灰石中和后水
pH值
2 —3 5 —6
CODCr ( mg/ L) 50 —100 50 —100
TFe
Zn2 + PO34 -
( mg/ L) ( mg/ L) ( mg/ L)
30 —50 30 —50
160 39. 3 130 0. 125
大实际意义 。如果对酸性废水直接采用加碱 (包括 工业碱和石灰乳) 调节废水的 p H 值至 7 —8 ,这样做
表 1。
不仅碱耗大 ,而且会产生大量的不易处理的化学沉
渣 。而采用石灰石对酸洗废水进行中和 ,可以大大
表 1 酸性冲洗废水的主要污染物含量以及相应的国家标准
指标
废水 酸洗废水 国家标准
排放量 (t/ d) 80 —120
同工艺进一步处理 ,并进行比较研究 。
工艺二 :
(2) 虽然投加 Al2 ( SO4) 3 絮凝沉降可以去除酸 洗水中的 TFe 和 PO34 - ,但因投加石灰乳不易准确 控制 p H 值 ,则 Zn2 + 去除效果不佳 ,仍高于国家标 准 。而采用工业 NaO H 调节 p H 值至 8. 5 再投加 PAM 助凝沉淀 ,结果 CODCr 、PO34 - 、TFe 、Zn2 + 的去 除率都较高 ,而且各项指标都达到国家排放标准 。
—
pH值
2 —3 6 —9
CODCr ( mg/ L) 50 —110 < 100
TFe ( mg/ L)
34 —58 —
总 PO34 ( mg/ L) 35 —45 < 0. 5
Zn2 + ( mg/ L) 50 —165
<5
SS ( mg/ L) 50 —140
< 70
油类
极少量 —
3期
李广志等 :石灰石在工业酸性洗废水处理中的综合应用
(4) 采用工艺一产生的沉渣量 (干重) 是采用工 艺二的 2. 4 倍 ,湿沉渣体积为 1. 4 倍 。因此 ,采用 NaO H2PAM 工 艺 , 污 泥 干 化 负 荷 将 比 采 用 石 灰2 Al2 ( SO4) 3工艺降低 30 % —40 %。
4 组合工艺流程实践
试验结果见表 3 、图 4 。对比两种不同工艺 ,可以看 出:
沉淀物的比重 ,加强沉淀效果 。反应原理如下 :
2 HCl + CaCO3
2CaCl2 + H2O + CO2 ↑
3Ca2 + + 2 PO34 -
Ca3 ( PO4) 2
Ksp = 3 ×10 - 5
图 3 Fe2 + 、Fe3 + 、Zn2 + 的滴度曲线
酸洗废水中主要含有二价铁盐 FeCl2 、因此 ,有
Fe3 + 开始沉淀时 p H = 3. 41 ,当 p H > 4ห้องสมุดไป่ตู้ 1 时 , Fe3 + 以 Fe (O H) 3 形式完全沉淀 ,而且不会随溶液的 p H 值升高而溶解 。
Zn2 + 开始沉淀时 p H = 6. 84 , 沉淀完全时 p H 值应大于 8. 0 。与 Fe2 + 相似 ,当 p H ≥10. 5 时沉淀 开始溶解 ,在 p H = 12. 13 时沉淀完全溶解 。三者的 溶解度曲线见图 3 。
所以 ,上述方程简化为 :
E=
E0 -
K1log
K2 [OH-
]8
显然 ,当废水中碱度增加时 ,氧化还原电势差随
之增加 。在去除 Fe2 + 时应将废水的碱度增高 ,然后
采用曝气氧化 ,使 Fe2 + 转变成 Fe3 + ,这会大大降低
能耗 ,减少曝气时间 。
根据以上分析 ,确定酸洗废水在经过石灰石变
图 2 酸性废水经石灰石过滤中和后每升上 清液 30 %NaOH 滴定曲线
从图 1 与图 2 对比可以看出 ,如果不预先采用
石灰石过滤中和 ,则将原废水调到 p H = 8. 5 时 ,将
多耗去 1. 25 倍的工业碱 ,而且会产生较多的化学沉
渣 ,与采用廉价的石灰石相比较 ,运行费用较高 。
3. 2 石灰石过滤预中和
1 前 言
镇江市古洞热镀锌厂等金属表面处理企业 , 对电缆桥架 、汽车钢圈等镀件在去除表面锈蚀时 , 采用“三三三”除锈液进行工件酸洗 , 随后采用磷 化液进行磷化处理 。因此 , 在酸洗和磷化工艺中 产生了冲洗废水以及间断排放的高浓度酸洗和磷
由于排放的废水呈酸性 ,再者其中含有大量的 还原性铁 ( Fe2 + ) 和富营养成分 ( PO34 - ) ,因此 ,如果 废水 不 经 处 理 直 接 排 放 , 不 仅 酸 度 、Fe2 + 、PO34 - 、 Zn2 + 等严重超标 ,而且无机盐的氧化将消耗水中的 溶解氧 ,在富营养成分较多的情况下 ,使地表水质渐 渐恶化 。
摘 要 中 、小企业的酸洗废水流量不大 ,其中主要含有 Fe2 + 、PO34 - 、Zn2 + 和无机酸 。采用石灰石升流变速滤床过滤 中和至 p H 值 = 5. 5 —6 ,再投加工业 NaOH 使其 p H = 8. 5 左右 ,并在碱性条件下曝气氧化 ,这样能有效地去除其中的总 Fe ( TFe) 、Zn2 + 、PO34 - 。石灰石价格低 ,而且易得 ,应用实践表明 ,该废水处理工艺具有消耗低 、形成的化学沉淀少 、操作简便 等优点 。
89
降低碱耗和水处理成本以及减少化学污泥量 。
3 基本原理与工艺试验
3. 1 废水的碱耗试验 对酸洗废液进行 30 %NaO H 耗量试验和酸洗
废水经石灰石过滤中和后 (p H = 6) , 再进行 30 % NaO H 耗量试验 ,结果见图 1 、图 2 。
处理结果 (见表 2) 表明 ,经石灰石中和后 ,废水 中的 PO34 - 、SO24 - 基本被除去 ,p H 值由 2 —3 中和至 5. 5 —6 ,但 Zn 含量仍远远高于国家标准 ,Zn2 + 、TFe 的含量基本与原水相当 。
Abstract The acid pickling wastewater in small and medium size enterprises contains Fe2 + ,PO34 - ,Zn2 + and inorganic acid. In dealing wit h such case , firstly it s p H adjusted to 5. 5 —6 by speed2changeable filter bed
第 3 卷第 3 期 2002年3月
环境污染治理技术与设备 Techniques and Equipment for Environmental Pollution Control
Vol . 3 , No . 3 Mar . , 2 0 0 2
石灰石在工业酸洗废水处理中的综合应用
李广志 陈雅平
(江苏省丹徒县环境监测站 , 镇江 212002)
速滤床过滤中和后 ,适当曝气去除水中的 CO2 ,随后
应增加废水的碱度 ,使 p H 值在 8. 5 左右 ,这样既能
有效地去除 Zn2 + ,又使 Fe2 + 迅速氧化成 Fe3 + ,并在
高 p H 值的条件下及时形成 Fe (O H) 3 ,通过沉淀而
除掉 。
3. 4 工艺对比性试验 对经石灰石过滤中和后的废水分别采用以下不
to be got ,t he result showed t hat wit h low depletion and little chemical sediment , it is a practical technology
and easy to be operated. Key words limestone ; acid pickling wastewater ; t reat ment
R F
T
log
Q
其中
,
Q
=
[
[ Fe3 + ]4 Fe2 + ]4·[ H +
]4
、[ Fe3
+
]
=
Ksp [OH-
]3
。