CN102092869A - 制酸系统中污酸的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制酸系统中污酸的处理方法。所述处理方法首先将制酸系统产生的污酸送入PM膜过滤器中进行过滤，经过PM膜过滤器过滤后除去污酸中大部分尘及重金属杂质离子砷、铜、镉、铅和铁，得到滤液和酸性污泥；然后将经PM膜过滤器过滤后的滤液进一步导入PL膜过滤器中进行过滤，经过PL膜过滤器过滤后得到滤液和酸性污泥，所得滤液进入干吸系统代替补水或进入净化系统重新回用；将经PM膜、PL膜过滤器过滤后得到的酸性污泥导入压滤机中进行压滤，压滤后所得滤液回到PM膜过滤器重新进行过滤，所得滤渣输送到料场回用。采用本发明处理方法可以完全摆脱传统污酸处理工艺中存在的高耗能问题，达到了节能减排、增效治污的目的，其经济效益和社会效益显著。

Description

制酸系统中污酸的处理方法

技术领域

本发明涉及一种污酸的处理方法，特别是涉及一种制酸系统中污酸的处理方法。

背景技术

目前，在铅、锌火法冶炼制酸系统及湿法冶炼车间所排出的污酸、污水处理过程中，多采用石灰搅拌中和、铁盐曝气氧化、浓密机和沉降池沉淀、压滤机固液分离的传统工艺。这种处理工艺存在工艺流程长、运行成本高、固液分离不彻底、外排水控制不稳定、占地面积大、系统操作弹性差等缺陷。

目前，常规的污酸处理流程包括：污酸调节、石灰中和、加药、沉淀、压滤、过滤、外排等工序，处理流程中所用设备相对庞大，需建二至三层楼房，这样不仅投资费用高，而且存在反应中产生的CaSO₄堵塞严重和过滤器寿命短等缺陷。运行中还需投入大量的人力、电力和设备维护费用；此外，污酸中的稀硫酸被白白浪费掉，含有铅、砷、镉等重金属的有害废渣难以存放，易造成二次污染。若废渣回用将会使有害金属发生富集，影响生产。

近年来，随着国家和地方政府对环境污染问题的日益重视，以及节能减排工作的深入开展，在污水排放方面有更严格的要求。因而，尽可能减少污水排放，避免对环境产生污染，争取实现零排放，从而达到清洁化生产和节水、节能、增效、治污的目的，是一个迫在眉睫的严重问题。

关于污酸处理方面也有相关的专利文献报道，例如：1、申请号200910065664.5、发明名称为“污酸污水处理装置及处理工艺”，该发明专利涉及一种对制酸系统净化工序的酸性污水进行处理的污酸污水处理装置及处理工艺，该发明将污酸泵入第一段一级中和反应槽，投加电石渣膏调整pH 值在1-6，液体溢流至第一段二级中和反应槽，投加电石渣膏调整pH值为5-6，将液体进行固液分离后进入污水池；将污水池中的液体泵入第二段一级中和反应槽中，投加石灰乳调整pH值在6-7之间，液体自流入第二段二级中和反应槽，投加石灰乳调整pH值在7-8之间，液体自流入硫化、絮凝反应槽，向硫化、絮凝反应槽中投加重量百分比为7％的硫化钠和15％的硫酸亚铁，液体经过压滤机、膜过滤器进行细微颗粒固液分离，液体外排，很容易实现外排水连续达标排放。2、申请号200710193018.8、发明名称为“湿法冶炼制酸系统中废硫酸的回收利用方法”，该发明专利是对湿法冶炼制酸系统中的净化工段产生的废硫酸进行提浓，将废硫酸浓度提高到10～18%，将提浓后的废硫酸加入盛有磷矿粉的调浆槽中，搅拌对磷矿粉进行调浆，调浆后重新作为原料利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制酸系统中污酸的处理方法。本发明处理过程中采用了PM、PL膜对污酸中的各种杂质及重金属离子进行过滤，实现了在酸性条件下就可以除去污酸中的铅、砷、镉等成份，处理后所得的液体中重金属含量完全能够达到国家排放标准，并且所得液体重新回用于净化系统或进入干吸系统代替补水。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种制酸系统中污酸的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：

a、将制酸系统产生的污酸直接送入PM膜过滤器中进行过滤，在PM膜过滤器中进行过滤时过滤压力为0.06～0.08Mpa，经过PM膜过滤器过滤后除去污酸中大部分尘及重金属离子砷、铜、镉、铅和铁，得到酸性滤液和污泥；

b、将步骤a过滤后得到的滤液进一步导入PL膜过滤器进行过滤，在PL膜过滤器中进行过滤时过滤压力为常压，经过PL膜过滤器过滤后得到酸性滤液和污泥，所得滤液清澈透明进入干吸系统代替补水或进入净化系统重新回用；

c、将步骤a和步骤b过滤后得到的酸性污泥导入压滤机中进行压滤，压滤后所得滤液回到PM膜过滤器重新进行过滤，所得滤渣输送到料场回用或出售给相关单位单位进一步提炼。

根据上述的制酸系统中污酸的处理方法，所述PM膜是市场上销售的现有产品，所述PM膜的型号为PM-50或PM-100；所述PM膜过滤器的过滤精度为50～100nm。

根据上述的制酸系统中污酸的处理方法，所述制酸系统产生的污酸未经PM过滤器过滤前重金属离子砷、铜、镉、铅和铁各种杂质的含量分别为124 mg/L、11.1 mg/L、12.8 mg/L、153.4 mg/L和12 mg/L；

所述经过PM膜过滤器过滤后所得滤液中重金属离子砷、铜、镉、铅和铁各种杂质的含量分别为0.82 mg/L、0.55 mg/L、0.6 mg/L、0.54 mg/L和0.72mg/L。

根据上述的制酸系统中污酸的处理方法，所述PL膜是市场上销售的现有产品。

根据上述的制酸系统中污酸的处理方法，步骤b中所述经过PL膜过滤器过滤后得到滤液中重金属离子砷、铜、镉、铅和铁各种杂质的含量分别为≤0.012mg/L、≤0.015mg/L、≤0.012mg/L、≤0.028mg/L和≤0.04mg/L。

根据上述的制酸系统中污酸的处理方法，步骤c中所述压滤机采用板框压滤机；所述进行压滤时压滤压力为0.6～1.0 Mpa。 

本发明处理方法中采用的PM膜过滤器及其PM膜是现有产品，PM膜过滤器是一种精度较高的膜过滤器，其过滤精度为50～100nm，利用PM膜过滤器可除去污酸中99.9%以上的沉淀杂质及重金属离子。采用该过滤器处理后的污酸外观纯净透明。由于进入PM膜过滤器的污酸中主要含硫酸铅、硫酸钙、不溶性硫酸盐和其它一些机械杂质，且硫酸铅、硫酸钙和硫酸盐颗粒非常细小，约在0.02～0.08微米之间。因此过滤器选用PM变孔膜过滤器（市场上销售的现有产品）。

本发明处理方法中采用的PL膜过滤器（PL膜过滤器是市场上销售的现有产品）是一种离子膜过滤器，采用的是可通透性的离子膜，利用的是离子膜对杂质离子的吸附原理。设备内部阳离子膜与阴离子膜交替分布，采用石墨电极导电，离子膜浇铸在电极表面，每通电十几分钟转换电极极性一次，此时吸附在离子膜表面的有害离子会被击落而沉入过滤器底部的收集斗。

本发明的积极有益效果：

1、本发明处理方法中采用PM膜、PL膜进行处理污酸，可以在酸性条件下除去污酸中铅、砷、镉等重金属杂质离子，处理后所得到的液体中重金属的含量完全能够达到国家排放标准，该液体可重新进入干吸系统代替补水或进入净化系统重新回收利用。因而，本发明处理方法完全摆脱了传统污酸处理工艺中存在的高耗能问题，达到了节能减排、增效治污的目的。

2、本发明处理方法中采用的PM膜过滤器是一种精度较高的膜过滤器，其过滤精度为50～100nm，可除去污酸中99.9%以上的沉淀杂质及重金属离子。采用该过滤器处理后的污酸外观纯净透明。

本发明处理方法中采用的PL膜过滤器是一种离子膜过滤器，采用的是可通透性的离子膜，利用的是离子膜对杂质离子的吸附原理。设备内部阳离子膜与阴离子膜交替分布，采用石墨电极导电，离子膜浇铸在电极表面，每通电十几分钟转换电极极性一次，此时吸附在离子膜表面的有害离子会被击落而沉入过滤器底部的收集斗。

3、利用本发明方法处理制酸系统中产生的污酸，与利用传统处理工艺相比，处理费用明显减少。以每小时污酸排污量6m³为例，对其本发明处理方法与传统处理工艺加以对比（详见表1）。

表1  本发明处理方法与传统污酸处理方法的处理费用比较

通过以上比较可知：传统污酸处理石灰石中和法，其处理费用较高，处理每吨污酸需要费用约7.6元；而利用本发明方法处理污酸，其处理费用较低，处理每吨污酸需要费用仅约1.4元，处理每吨污酸的费用不到传统处理方法的五分之一。

4、本发明处理方法与传统污酸处理方法（石灰石中和法）收益情况的对比：

⑴、按每小时6m3污酸排污量计算，传统石灰石中和法每年需要处理费用为：7.6元/ m3×6 m3/小时×24小时/天×330天=36.12万元，传统石灰中和法收益为负数。

⑵、按每小时6m3污酸排污量计算，采用本发明处理方法处理污酸：每年节约用水量：6×24×330=4.752万立方米；按污酸中含酸度8%计算，每年少排4.752万立方米污酸，至少可多产93%浓硫酸3300吨；

以每吨93% 浓酸400元、每吨水2元计算，年可创收益3300×400元+2×4.752=141.5万元，仅创收益一项不到一年就可收回投资。

通过以上对比可知：采用传统处理方法其处理费用高，并且收益为零；采用本发明处理方法处理污酸，其处理费用较低，并且还能得到一定的收益。

5、采用本发明处理方法处理制酸系统产生的污酸，处理过程中经过滤产生的滤液进入干吸系统代替补水或进入净化系统重新回收利用，所得滤渣输送到料场回用或者进一步提炼。因而，本发明处理污酸的方法做到了零排放，有害重金属得以回收、变废为宝，彻底解决了污水处理只有投资不见收益的历史，解决以往有害废渣无处存放的严重问题，减免了因有害废渣引起的二次污染。所以，本发明处理方法具有显著的经济效益和社会效益。

6、本发明处理方法科学先进、工程投资低、运行费用少，确保了污酸回用的稳定性和安全性。操作管理方便，自动化程度高，彻底解决了制酸行业污酸排放的污染问题。节省了水、电、物、人力等资源，而且变废为宝，真正实现了污酸零排放，从污酸中创造新的财富，完全改变了污酸处理只有支出，没有收入的历史。本发明处理制酸系统中污酸的方法将是制酸行业污酸处理下一部的发展趋势。

7、本发明的处理方法不仅适用于制酸行业污酸的处理，也可适用于再生铅和蓄电瓶以及钛白粉生产过程中污酸的处理。

四、具体实施方式：

以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明的内容。

实施例1：

本发明一种制酸系统中污酸的处理方法，所述处理方法的详细步骤如下：

a、将制酸系统产生的污酸直接送入PM膜过滤器（所述PM膜过滤器的过滤精度为50～100nm）中进行过滤，在PM膜过滤器中进行过滤时过滤压力为0.06Mpa，经过PM膜过滤器过滤后除去污酸中大部分尘及重金属杂质离子砷、铜、镉、铅和铁等，得到酸性滤液和污泥；

所述制酸系统产生的污酸未经PM过滤器过滤前重金属离子砷、铜、镉、铅和铁各种杂质的含量分别为124 mg/L、11.1 mg/L、12.8 mg/L、153.4 mg/L和12 mg/L；

所述经过PM膜过滤器过滤后所得滤液中重金属离子砷、铜、镉、铅和铁各种杂质的含量分别为0.82 mg/L、0.55 mg/L、0.6 mg/L、0.54 mg/L和0.72mg/L；

b、将步骤a过滤后得到的滤液进一步导入PL膜过滤器进行过滤，在PL膜过滤器中进行过滤时过滤压力为常压，经过PL膜过滤器过滤后得到滤液和酸性污泥，所得滤液清澈透明进入干吸系统代替补水或进入净化系统重新回收利用；

所述经过PL膜过滤器过滤后得到滤液中重金属离子砷、铜、镉、铅和铁各种杂质的含量分别为≤0.012mg/L、≤0.015mg/L、≤0.012mg/L、≤0.028mg/L和≤0.04mg/L；

c、将步骤a和步骤b过滤后得到的酸性污泥导入板框压滤机中进行压滤，进行压滤时压滤压力为0.8 Mpa，压滤后所得滤液回到PM膜过滤器重新进行过滤，所得滤渣输送到料场回用或者出售给相关单位进一步提炼。

实施例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：

步骤a：所述在PM膜过滤器中进行过滤时过滤压力为0.07Mpa；

步骤c：所述进行压滤时压滤压力为1.0 Mpa。

实施例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：

步骤a：所述在PM膜过滤器中进行过滤时过滤压力为0.08Mpa；

步骤c：所述进行压滤时压滤压力为0.6 Mpa。

实施例4：与实施例1基本相同，不同之处在于：

步骤a：所述在PM膜过滤器中进行过滤时过滤压力为0.07Mpa；

步骤c：所述进行压滤时压滤压力为0.9Mpa。

Claims (6)

1.一种制酸系统中污酸的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：

a、将制酸系统产生的污酸直接送入PM膜过滤器中进行过滤，在PM膜过滤器中进行过滤时过滤压力为0.06～0.08Mpa，经过PM膜过滤器过滤后除去污酸中大部分尘及重金属离子砷、铜、镉、铅和铁，得到酸性滤液和污泥；

b、将步骤a过滤后得到的滤液进一步导入PL膜过滤器进行过滤，在PL膜过滤器中进行过滤时过滤压力为常压，经过PL膜过滤器过滤后得到酸性滤液和污泥，所得滤液进入干吸系统代替补水或进入净化系统重新回用；

c、将步骤a和步骤b过滤后得到的酸性污泥导入压滤机中进行压滤，压滤后所得滤液回到PM膜过滤器重新进行过滤，所得滤渣输送到料场回用或出售给相关单位进一步提炼。

2.根据权利要求1所述的制酸系统中污酸的处理方法，其特征在于：所述PM膜是市场上销售的现有产品，所述PM膜的型号为PM-50或PM-100；所述PM膜过滤器的过滤精度为50～100nm。

3.根据权利要求1所述的制酸系统中污酸的处理方法，其特征在于：所述制酸系统产生的污酸未经PM过滤器过滤前重金属离子砷、铜、镉、铅和铁各种杂质的含量分别为124 mg/L、11.1 mg/L、12.8 mg/L、153.4 mg/L和12 mg/L；

所述经过PM膜过滤器过滤后所得滤液中重金属离子砷、铜、镉、铅和铁各种杂质的含量分别为0.82 mg/L、0.55 mg/L、0.6 mg/L、0.54 mg/L和0.72mg/L。

4.根据权利要求1所述的制酸系统中污酸的处理方法，其特征在于：所述PL膜是市场上销售的现有产品。

5.根据权利要求1所述的制酸系统中污酸的处理方法，其特征在于：步骤b中所述经过PL膜过滤器过滤后得到滤液中重金属离子砷、铜、镉、铅和铁各种杂质的含量分别为≤0.012mg/L、≤0.015mg/L、≤0.012mg/L、≤0.028mg/L和≤0.04mg/L。

6.根据权利要求1所述的制酸系统中污酸的处理方法，其特征在于：步骤c中所述压滤机采用板框压滤机；所述进行压滤时压滤压力为0.6～1.0 Mpa。