CN107098529A - 一种盐酸酸洗废液的无排放处理方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盐酸酸洗废液的无排放处理方法及其装置，处理方法包括如下步骤：(1)利用氧化铁砂中和酸洗后的废水中的盐酸，并过滤废水中的有机物质和固态杂质；(2)向该中和过滤后的废水中加入混凝剂，进行固液分离；(3)将溢清流液经反渗透系统进一步处理后，流出的纯净水回用至酸洗生产线，流出的浓缩废液与步骤(1)酸洗后的废水混合进行循环处理；(4)将酸洗后的废酸送入酸再生系统中发生热水解反应，生成的再生盐酸回用至酸洗生产线。本发明处理方法将废酸再生技术与反渗透膜技术结合，具有工艺可靠性高，对废酸液纯净度要求低，适用范围广，无二次污染等显著优点。

Description

一种盐酸酸洗废液的无排放处理方法及其装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种盐酸酸洗液的无排放处理方法及其装置。
背景技术
金属表面处理工艺中一个重要的环节就是酸洗，而盐酸是广泛采用的酸洗介质，具有酸洗效率高，对金属基材损坏小，成品金属表面质量优等特点，因此得到广泛采用。酸洗处理会产生两种废液：盐酸浓度在6％以下和氯化亚铁浓度在10％以上的废酸，和盐酸浓度在3％以下和氯化亚铁浓度在5％以下的废水。
废酸的无害化处理普遍采用全酸再生技术，可以回收废酸中99％以上的氯离子并结合成氯化氢，被水吸收后形成饱和氯化氢溶液，即再生盐酸；以及废酸中全部金属离子，主要是铁离子，以金属氧化物方式形成可以回收利用的副产品。
废水的处理，除部分供应给酸再生机组用于吸收氯化氢气体生成再生酸外，其余部分普遍采用中和沉淀脱水工艺，将废水中的盐酸用碱中和，并生成氢氧化亚铁，曝气氧化后加入絮凝剂沉淀氢氧化铁，然后将泥浆脱水形成固态废渣做掩埋处理，挤出的清水盐分较高，必须脱盐后才有利用价值，否则直接排放亦造成水系盐碱化，对环境产生破坏。
利用反渗透工艺处理废水，虽然可以回收废水中的大部分水份，生成具有良好回用价值的纯净工业水，但是浓缩废液依然存在必须固化成废渣排放的问题。而且由于废水中含有盐酸、有机杂质和结晶体等其它固态物，必须在反渗透前预先净化处理，其过程亦产生污染废液，必须固化成废渣。
综上，由于许多金属酸洗生产工艺中使用盐酸作为工艺介质，因此酸洗过程中会产生大量废酸和含酸废水。为消除这些废液对水环境的严重破坏，必须使用专用设备对废液进行无害化处理。现行的方法是将废水进行中和处理，因此废水处理会产生大量可溶性有害废渣，对环境造成二次污染。
发明内容
本发明针对现有技术中将废水进行中和处理产生大量可溶性有害废渣，而对环境造成二次污染的问题，提供一种盐酸酸洗液的无排放处理方法及其装置。
本发明首先提供了一种新的工艺方法，即盐酸酸洗液的无排放处理方法，通过将废酸再生技术与反渗透膜技术结合，有效解决盐酸酸洗线废水处理的废渣排放问题，并提高废液处理设施的运行效益。
本发明还提供了一种针对上述处理方法的盐酸酸洗液的无排放处理装置，其将流化床酸再生装置和反渗透净化装置相结合应用于本发明处理装置中，对各工艺步骤产生的浓缩废液、废水和废渣进行有效的循环重复利用，有效解决废水处理和废渣产生问题，实现了酸洗生产线的酸洗废液无排放处理目的。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一个方面是提供一种盐酸酸洗液的无排放处理方法，具体包括如下步骤：
(1)利用氧化铁砂中和酸洗后的废水中的盐酸，并过滤废水中的有机物质和固态杂质，控制中和后的废水呈弱酸性，中和反应为：
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O；
(2)向该中和过滤后的废水中加入混凝剂，进行固液分离，得悬浮颗粒物沉淀和溢清流液；
(3)将该溢清流液经反渗透系统进一步处理后，流出的纯净水回用至酸洗生产线，流出的浓缩废液与步骤(1)酸洗后的废水混合进行循环处理；
(4)将酸洗后的废酸送入酸再生系统中，废酸中的氯化亚铁在大于600℃的高温下与水和氧气发生热水解反应：
4FeCl2+O2+4H2O→8HCl+2Fe2O3；
废酸中的其它金属均被固化在生成的副产物氧化铁砂内，生成的氯化氢气体被酸洗后的废水吸收，产生的再生盐酸回用至酸洗生产线。
进一步地，在所述的盐酸酸洗液的无排放处理方法中，所述步骤(1)中，控制中和过滤后的废水pH值为4至7。
进一步地，在所述的盐酸酸洗液的无排放处理方法中，所述步骤(1)中采用的氧化铁砂来源于所述步骤(4)中生成的副产物氧化铁砂。
进一步地，在所述的盐酸酸洗液的无排放处理方法中，所述步骤(4)中废酸中的氯化亚铁在800-900℃的高温下与水和氧气发生热水解反应。
进一步地，在所述的盐酸酸洗液的无排放处理方法中，所述步骤(4)中，再生盐酸的浓度为15-30％。
进一步地，在所述的盐酸酸洗液的无排放处理方法中，所述步骤(1)过滤后的固态杂质和/或所述步骤(2)固液分离后的悬浮颗粒物沉淀与所述步骤(4)中酸洗后的废酸混合进行循环处理。
本发明的第二个方面是提供一种盐酸酸洗液的无排放处理装置，主要包括：
分别与酸洗生产线1相连的再生酸储罐21、废酸储罐22、废水储罐23、回用水储罐24和蒸汽锅炉3；
中和砂滤槽4，其与所述废水储罐23连接，用于中和废水中的盐酸并过滤废水中的固态杂质和有机物质；
沉淀槽5，其与所述中和砂滤槽4连接，用于将经中和砂滤槽4中和、过滤后的废水进一步进行固液分离；
反渗透净化装置9，其与所述沉淀槽5相连接，用于对固液分离后的废水进行反渗透净化；所述反渗透净化装置9分别与所述废酸储罐22和回用水储罐24相连接；以及
流化床酸再生装置10，其分别与所述再生酸储罐21、废酸储罐22和废水储罐22相连接，用于再生盐酸，并将该再生盐酸储存于再生酸储罐21中供所述酸洗生产线1使用。
进一步地，在所述的盐酸酸洗液的无排放处理装置上，所述回用水储罐24与所述蒸汽锅炉3相连接，用于为所述酸洗生产线1提供酸洗蒸汽用水。
进一步地，在所述的盐酸酸洗液的无排放处理装置上，还包括分别与所述中和砂滤槽4和所述沉淀槽5连接的浓缩液罐7，所述浓缩液罐7连接所述废酸储罐22。
进一步地，在所述的盐酸酸洗液的无排放处理装置上，还包括与所述流化床酸再生装置10连接的氧化铁砂储罐8，由所述氧化铁砂储罐8储存所述流化床酸再生装置10生成的氧化铁砂。
进一步地，在所述的盐酸酸洗液的无排放处理装置上，所述沉淀槽5与所述反渗透净化装置9之间设有用于储存废水清液的中间罐6。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明盐酸酸洗液的无排放处理方法，采用流化床工艺进行酸再生，与其它酸再生工艺比较，具有工艺可靠性高，对废酸液纯净度要求低，适用范围广，无二次污染等显著优点；同时本发明的盐酸酸洗液的无排放处理装置，具有生产工艺简单、投资与处理成本低、能耗低等优点，实现了废酸废水资源循环回用、以废治废的目的，既减少了盐酸酸洗废酸废液带来的环境污染危害，又可回收制得具有一定经济价值的氧化铁砂，很好地兼顾了环境效益与经济效益。
附图说明
图1为本发明一种盐酸酸洗液的无排放处理方法的工艺流程图。
其中，1-酸洗生产线，2-液体储罐，21-再生酸储罐，22-废酸储罐，23-废水储罐，24-回用水储罐，3-蒸汽锅炉，4-中和砂滤罐，5-沉淀槽，6-中间罐，7-浓缩液罐，8-氧化铁砂储槽，9-反渗透净化装置，10-流化床酸再生装置。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
本发明实施例提供了一种盐酸酸洗液的无排放处理方法，包括如下步骤：
(1)利用氧化铁砂中和酸洗后的废水中的盐酸，并过滤废水中的有机物质和固态杂质，控制中和后的废水呈弱酸性，以适合反渗透膜的要求，发生中和反应的化学反应式为：
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O；
(2)向该中和过滤后的废水中加入混凝剂，进行固液分离，将细小的悬浮颗粒物沉淀与清液分离，以消除这些物质对反渗透膜的破坏，得悬浮颗粒物沉淀和溢清流液；
(3)将该溢清流液经反渗透系统进一步处理后，流出的纯净水回用至酸洗生产线，流出的浓缩废液与步骤(1)酸洗后的废水混合进行循环处理；
(4)将酸洗后的废酸送入酸再生系统中，废酸中的氯化亚铁在高温下与水和氧气发生热水解反应：
4FeCl2+O2+4H2O→8HCl+2Fe2O3；
废酸中的其它金属均被固化在生成的副产物氧化铁砂内，生成的氯化氢气体被酸洗后的废水吸收，产生的再生盐酸回用至酸洗生产线。
于上述技术方案的基础上，在的盐酸酸洗液的无排放处理方法的步骤(1)中，控制中和过滤后的废水pH值为4至7；优选地，控制中和过滤后的废水pH值为5.5至6.5。
于上述技术方案的基础上，在该盐酸酸洗液的无排放处理方法的步骤(1)中，采用的氧化铁砂全部来源于步骤(4)中生成的副产物氧化铁砂。
于上述技术方案的基础上，在该盐酸酸洗液的无排放处理方法的步骤(4)中废酸中的氯化亚铁在800-900℃的高温下与水和氧气发生热水解反应；优选为860-880℃。
于上述技术方案的基础上，在该盐酸酸洗液的无排放处理方法的步骤(4)中，再生盐酸的浓度为15-30％；优选地，再生盐酸的浓度为18％，以供金属酸洗生产线使用。
于上述技术方案的基础上，在该盐酸酸洗液的无排放处理方法的步骤(1)中过滤后的固态杂质和/或步骤(2)固液分离后的悬浮颗粒物沉淀与步骤(4)中酸洗后的废酸混合进行循环处理。
本发明实施例还提供了一种盐酸酸洗液的无排放处理装置，各组件之间通过泵或高压泵进行物料的输送，其主要包括：分别与酸洗生产线1相连的再生酸储罐21、废酸储罐22、废水储罐23、回用水储罐24和蒸汽锅炉3；中和砂滤槽4，其与废水储罐23，用于中和废水中的盐酸并过滤废水中的固态杂质和有机物质；沉淀槽5，其与中和砂滤槽4连接，用于将经中和砂滤槽4中和、过滤后的废水进一步进行固液分离；反渗透净化装置9，其与沉淀槽5相连接，用于对固液分离后的废水进行反渗透净化；反渗透净化装置9分别与废酸储罐22和回用水储罐24相连接；以及流化床酸再生装置10，其分别与再生酸储罐21、废酸储罐22和废水储罐22相连接，用于再生盐酸，并将该再生盐酸储存于再生酸储罐21中供酸洗生产线1使用。
于上述技术方案的基础上，在该盐酸酸洗液的无排放处理装置上，回用水储罐24与蒸汽锅炉3相连接，用于为酸洗生产线1提供酸洗蒸汽用水。
于上述技术方案的基础上，在该盐酸酸洗液的无排放处理装置上，还包括分别与中和砂滤槽4和沉淀槽5连接的浓缩液罐7，浓缩液罐7连接废酸储罐22。
于上述技术方案的基础上，在该盐酸酸洗液的无排放处理装置上，还包括与流化床酸再生装置10连接的氧化铁砂储罐8，由氧化铁砂储罐8储存流化床酸再生装置10生成的氧化铁砂。
于上述技术方案的基础上，在该盐酸酸洗液的无排放处理装置上，沉淀槽5与反渗透净化装置9之间设有用于储存废水清液的中间罐6。
采用本发明无排放处理装置进行盐酸酸洗液的无排放处理工艺为：
将酸洗生产线1产生的废酸和废水分别存入废酸储罐22和废水储罐23；
首先，需对废水进行预先净化处理，废水从废水储罐23用泵送达砂滤罐4内，砂滤罐4使用的氧化铁砂全部为来自于氧化铁砂储槽8内的氧化铁砂，废水中的盐酸被氧化铁砂中和，发生如下化学反应：
Fe2O3+6HCl->2FeCl3+3H2O；
中和后，废水的pH值呈4至7之间的弱酸性，适合反渗透膜的要求；砂滤罐4同时将较大的固体杂质从废水中排出，至浓缩液罐7；同时将中和过滤后的废水流至沉淀槽5中，加入混凝剂，将沉淀细小的悬浮颗粒物沉淀并定时排放至浓缩液罐7，消除这些物质对反渗透膜的破坏，以使废水到达反渗透净化装置内反渗透膜的要求。
然后，将沉淀槽5的溢流清液输送进入中间罐6，并通过高压泵将废水清液从中间罐6打入反渗透净化装置9进行反渗透净化处理，反渗透净化装置9流出的纯净水进入回用水罐24，供酸洗生产线1使用；而反渗透净化装置9流出的浓缩废液进入废水罐23，供酸再生装置10或反渗透净化装置9使用。
最后，将酸洗后的废酸用泵从废酸储罐22送往酸再生装置10，在该装置中，废酸中的氯化亚铁在高温下与水和氧气发生热水解反应：
4FeCl2+O2+4H2O->8HCl+2Fe2O3；
生成的氯化氢气体被废水储罐23送来的废水吸收，产生浓度为18％的再生盐酸送往再生酸储罐21，供酸洗生产线1使用；而生成的氧化铁砂送往氧化铁砂储槽8，为砂滤罐4提供中和盐酸用氧化铁砂或用于其它目的，废酸中其它金属杂质均被固化在氧化铁砂内，对环境无害。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种盐酸酸洗液的无排放处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)利用氧化铁砂中和酸洗后的废水中的盐酸，并过滤废水中的有机物质和固态杂质，控制中和后的废水呈弱酸性，中和反应为：
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O；
(2)向该中和过滤后的废水中加入混凝剂，进行固液分离，得悬浮颗粒物沉淀和溢清流液；
(3)将该溢清流液经反渗透系统进一步处理后，流出的纯净水回用至酸洗生产线，流出的浓缩废液与步骤(1)酸洗后的废水混合进行循环处理；
(4)将酸洗后的废酸送入酸再生系统中，废酸中的氯化亚铁在大于600℃的高温下与水和氧气发生热水解反应：
4FeCl2+O2+4H2O→8HCl+2Fe2O3；
废酸中的其它金属均被固化在生成的副产物氧化铁砂内，生成的氯化氢气体被酸洗后的废水吸收，产生的再生盐酸回用至酸洗生产线。
2.根据权利要求1所述的盐酸酸洗液的无排放处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，控制中和过滤后的废水pH值为4至7。
3.根据权利要求1所述的盐酸酸洗液的无排放处理方法，其特征在于，所述步骤1中采用的氧化铁砂来源于所述步骤(4)中生成的副产物氧化铁砂。
4.根据权利要求1所述的盐酸酸洗液的无排放处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中，再生盐酸的浓度为15-30％。
5.根据权利要求1所述的盐酸酸洗液的无排放处理方法，其特征在于，所述步骤(1)过滤后的固态杂质和/或所述步骤(2)固液分离后的悬浮颗粒物沉淀与所述步骤(4)中酸洗后的废酸混合进行循环处理。
6.一种盐酸酸洗液的无排放处理装置，其特征在于，包括：
分别与酸洗生产线(1)相连的再生酸储罐(21)、废酸储罐(22)、废水储罐(23)、回用水储罐(24)和蒸汽锅炉(3)；
中和砂滤槽(4)，其与所述废水储罐(23)连接，用于中和废水中的盐酸并过滤废水中的固态杂质和有机物质；
沉淀槽(5)，其与所述中和砂滤槽(4)连接，用于将经中和砂滤槽(4)中和、过滤后的废水进一步进行固液分离；
反渗透净化装置(9)，其与所述沉淀槽(5)连接，用于对固液分离后的废水进行反渗透净化；所述反渗透净化装置(9)分别与所述废酸储罐(22)和回用水储罐(24)连接；以及
流化床酸再生装置(10)，其分别与所述再生酸储罐(21)、废酸储罐(22)和废水储罐(22)连接，用于再生盐酸，并将该再生盐酸储存于再生酸储罐(21)中以供所述酸洗生产线(1)使用。
7.根据权利要求6所述的盐酸酸洗液的无排放处理装置，其特征在于，所述回用水储罐(24)与所述蒸汽锅炉(3)连接，用于为所述酸洗生产线(1)提供酸洗蒸汽用水。
8.根据权利要求6所述的盐酸酸洗液的无排放处理装置，其特征在于，还包括分别与所述中和砂滤槽(4)和所述沉淀槽(5)连接的浓缩液罐(7)，所述浓缩液罐(7)连接所述废酸储罐(22)。
9.根据权利要求6所述的盐酸酸洗液的无排放处理装置，其特征在于，还包括与所述流化床酸再生装置(10)连接的氧化铁砂储罐(8)。
10.根据权利要求6所述的盐酸酸洗液的无排放处理装置，其特征在于，所述沉淀槽(5)与所述反渗透净化装置(9)之间设有用于储存废水清液的中间罐(6)。
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