硫酸工业的废水处理

硫酸工业的废水处理
1 硫酸废水的排放量及废水水质
1.1硫酸废水的排放量
硫酸生产中的净化工艺，国内一般采用稀酸洗和水洗两大流程。

由于水洗净化流程是用一次性洗涤水，所以废水量大，而稀酸洗净化工艺的废水主要来自地坪冲洗、设备冲洗以及事故时短期排放的废水，所以其净化废水排放量少。

1.2废水的水质
废水的水质与原料的成分有密切关系。

一般来说，废水中除了含有硫酸、亚硫酸、矿尘（三氧化二铁）之外，还含有砷、氟、铅、锌、汞、铜、镉等有害物质。

酸度一般为2-10g/l。

2 硫酸废水处理工艺
硫酸工业废水处理通常采用中和法，中和法系统的设计，一般分为三个组成部分：中和药剂的制备和投配；中和反应及沉降；污泥处置。

中和硫酸废水的药剂有生石灰、石灰石、电石渣等，最常用的是生石灰。

中和反应的工艺流程将根据废水的水质来确定。

当砷含量低于40mg/l时，可采用一般石灰法；当砷含量高于40mg/l低于200mg/l时，采用石灰—铁盐法；
当砷含量高于200mg/l时，采用石灰—氧化法。

3 一般中和法设计
3.1石灰乳的制备及投配的设计
3.1.1石灰仓库的设计
废水中和所采用的生石灰一般为散装块状，一般仓库的堆积面积按储存10-20天计算，堆积高度一般为1.2米，仓库附加面积采用20%-40%。

石灰块度要求小于30mm。

3.1.2石灰消化槽的设计
石灰消化量小于1.0t/d时，可用人工灰化，在消化槽内消化，一般制成40%-50%的乳浊液，然后再配成一定浓度（5%-10%CaO或Ca（OH）2）的石灰乳。

消化槽有效容积V m3
容积系数K，一般为2-5
一次配制的药剂量V1m3
V= K* V1
石灰消化量大于1.0t/d时，采用卧式灰化机。

生产能力为：5t/d、8 t/d、15t/d、25 t/d和50 t/d。

3.1.3灰乳储槽的设计
灰乳储槽应设计两座，作为单独储存石灰乳的灰乳储槽，在贮存过程中，必须不断搅拌。

采用机械搅拌时，通常采用浆式搅拌机，线性速度一般为3m/s左右；若采用压缩空气搅拌，强度采用8-10l/s.m2。

V—灰乳储槽有效容积，m3
G—石灰消耗量，t/d
a—石灰密度，一般采用0.9-1.25t/m3
c—石灰溶液的浓度，%，一般为5%-10%
n—每天搅拌的次数，人工为3，机械为6。

V=G/（a*c*n)
3.2 中和反应及沉降槽设计
3.2.1石灰用量的计算
Nz—石灰用量，kg/h
Ns—石灰理论计算用量，kg/h, Ns=N1+N2
N1—化学反应所需要的石灰用量，kg/h
N2—排水要求pH值控制在8~9时所耗的石灰量，kg/h。

a——石灰纯度：石灰含 CaO60%~80%；Ca（OH）265%~75%;
电石渣含CaO60%~70%；
石灰石含CaCO390%~95%；
白云石含CaCO340%~45%；
K——反应不均匀系数，一般采用1.05~1.15。

Nz=K*(N1+N2)/a
3.2.2 污泥量的计算
污泥量是由三部分组成,原废水中悬浮物的含量、中和产生的盐量及中和药剂中的杂质。

N——污泥量，kg/h
NA——中和反应生成物的量，kg/h
NB——中和药剂的杂质量kg/h
K——中和前废水中悬浮物的含量kg/m3
c——中和后溶解在水中的盐量kg/m3
d——沉降后排水带走的悬浮物的含量kg/m3
Q——废水量，m3/h
3.2.3 吸水井
吸水井的有效容积，按最大流量的10~20min考虑。

3.2.4 引水罐的设计
引水罐的容积为吸水管容积的3倍。

罐体高与罐体直径比为1.2~1.8。

罐体材料可以采用钢衬胶、硬聚氯乙烯、复合材料或整体玻璃钢制成。

3.2.5 石灰乳高位槽的设计
石灰乳高位槽的有效容积，按石灰用量的10~20分钟考虑。

为了防止结垢和便于投配，进入高位槽的石灰乳的量应该为投配量的3倍；溢流回灰乳储槽的量应该是投配量的2倍。

与灰乳储槽同等搅拌。

3.2.6中和槽的设计
停留时间一般为15min。

中和槽搅拌强度为中强。

机械搅拌一般采用浆式搅拌机，搅拌功率为0.2~0.5kw/m3污水。

压缩空气搅拌，空压0.1~0.2MPa，空气量0.2m3/(min.m3污水）。

3.2.7絮凝槽的设计
絮凝反应停留时间一般取3~9min，反应搅拌强度为弱。

3.2.8沉降槽的设计
一般采用竖流式。

（1）沉降槽有效部分面积m2
A——沉降槽有效部分面积
Q——设计废水量，m3/h
v ——上升流速，mm/s；一般为0.2~0.5 mm/s
u——污泥沉降速度mm/s
K——沉降槽中，水流分布不均修正系数，0.5~0.7。

A=Q/（3.6v）
v=u*K
(2) 中心管的总面积
f1——中心管总截面积，m2
Qmax—最大设计废水量，m3/h
v1——中心管废水流速，m/s；有反射管时v1<0.1无反射管<0.03 (3) 有效水深
h1——有效水深，m
v ——升流速度，m/s
t ——停留时间，h
h1=v*t
(4) 总有效容积V总，m3
V总=Qmax*t
(5) 沉降部分总有效面积f2,m2
f2= V总/h1
(6) 沉降槽总有效面积f,m2
f=f1+f2
(7) 沉降槽直径D，m2
n——沉降槽个数，大于2个，为了避免辐流应满足D≤9m,D/h1≤3。

D=sqrt[4f/(d*π)]
(8) 中心管直径d，m
D=sqrt[4f1/(d*π)]
(9) 污泥体积及污泥斗容积
V——污泥体积，m3
N——污泥量（干渣），t/h
P——沉降槽底流污泥浓度，%
t ——排泥周期，h
V=N*t/P
V\\\'——污泥斗计算容积，m3
h2——泥斗部分的高度，m
R——沉降槽半径，m
r ——泥斗锥底半径，m
V\\\'=π*h2(R2+R*r+r2)/3
要求，V＜V\\\'。

3.3 污泥处理设计
3.3.1污泥脱水前的处理
污泥浓缩池，上流速率应小于0.1mm/s，停留时间大于8h。

3.3.2污泥脱水
板筐压滤机、厢式压滤机、快开式水平加压过滤机、带式压滤机；
真空转鼓过滤机、带式真空过滤机、GPY型盘式过滤机；
多维角并流型卧螺离心机。