高含鐵廢酸液處置工程實(shí)例

摘要：某煤業(yè)有限公司清洗鍋爐產(chǎn)生的廢液中含有大量的鐵離子與H+，具有腐蝕性危險(xiǎn)特性，屬于危險(xiǎn)廢物。本工程實(shí)例利用酸堿中和及氧化絮凝沉淀的原理，消除了該廢酸液的腐蝕性危險(xiǎn)特性，同時(shí)降低了廢酸液中的鐵離子以及廢酸液的色度、濁度，為后續(xù)的深度治理提供了便利。對(duì)高含鐵廢酸液的治理有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：高含鐵廢酸液;危險(xiǎn)廢物;酸堿中和;工程實(shí)例

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.011

Abstract： The waste liquid from boiler cleaning in a coal industry Co.， Ltd. contains a lot of iron ions and H +，which is corrosive and hazardous， and belongs to hazardous waste.In this project，the principle of acid-base neutralization and oxidation flocculation sedimentation is used to eliminate the corrosive hazardous characteristics of the waste acid solution，reduce the iron ion in the waste acid solution and the chroma and turbidity of the waste acid solution，and provide convenience for the follow-up deep treatment. It can be used for reference in the treatment of waste acid with high iron content.

Key words：Waste acid with high iron content;Hazardous waste;Acid alkali neutralization;Engineering example

某煤業(yè)有限公司為消除鍋爐及瓦斯抽放泵內(nèi)凝結(jié)水垢，分別對(duì)鍋爐及瓦斯抽放泵進(jìn)行清洗，清洗產(chǎn)生的廢酸液收集后置于鐵質(zhì)廢液槽內(nèi)，暫存于鍋爐房及瓦斯抽放泵站旁邊的空?qǐng)龅刂?，槽體直接置于水泥硬化地面上，表面被鐵銹覆蓋，槽內(nèi)盛裝廢液均呈綠色，具有強(qiáng)烈刺鼻的酸味，廢液總量約為35m3。

1 工程概況

在鍋爐受熱蒸發(fā)過(guò)程中，其中的膠體物質(zhì)發(fā)生沉積形成污垢，同時(shí)水中的鈣、鎂等離子的鹽類(lèi)因蒸發(fā)濃縮達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，以晶體形式析出沉積在鍋爐內(nèi)表面，形成致密堅(jiān)硬的水垢。而水中的溶解氧也會(huì)對(duì)鍋爐內(nèi)表面金屬發(fā)生腐蝕而形成一定量的銹蝕物。這些水垢及銹蝕物一旦形成，會(huì)增加鍋爐熱損失、燃料消耗，導(dǎo)致鍋爐熱效率降低，縮短鍋爐使用壽命。

瓦斯抽放泵循環(huán)水中某些溶解性氣體和難溶解的鹽類(lèi)及氧化物的理化性質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致葉輪及泵殼內(nèi)部的金屬表面聚積附著大量鈣、鎂化合物形成的水垢。水垢形成后將導(dǎo)致瓦斯抽采泵內(nèi)循環(huán)水量減少，絕對(duì)吸入壓強(qiáng)變小，實(shí)際工作效率降低;另一方面，由于結(jié)垢嚴(yán)重，導(dǎo)致瓦斯抽采泵的運(yùn)行負(fù)荷增加，開(kāi)機(jī)電流大幅上升，引發(fā)跳閘和線路燒毀，影響生產(chǎn)裝置正常運(yùn)行;與此同時(shí)，井下煤層的瓦斯無(wú)法及時(shí)抽出，為煤礦的安全生產(chǎn)埋下隱患[1-5]。

1.1 廢酸液現(xiàn)狀

該公司對(duì)鍋爐和瓦斯抽放泵清洗主要分為水沖洗、酸洗、酸洗后水沖洗三個(gè)工序。因此，鍋爐和瓦斯抽放泵清洗產(chǎn)生的高含鐵廢酸液主要包括沖洗廢水、酸洗廢水、酸洗后沖洗廢水。酸洗采用水、鹽酸配置成酸洗藥劑。清洗廢液中除水外的主要成分為Ca2+、Mg2+、Fe3+、Fe2+、Cl-、H+、SO42-和 PO43-，其中主要污染因子為H+偏高引起的強(qiáng)腐蝕性。同時(shí)，由于采用酸洗工藝清洗，而且廢酸液暫存于鐵制容器中，故廢酸液中還有大量的鐵離子。

廠區(qū)內(nèi)殘存高含鐵廢酸液共計(jì)35m3，分別盛裝在4個(gè)鐵質(zhì)廢液槽中。各槽內(nèi)盛裝廢液的具體情況見(jiàn)表1。

儲(chǔ)存高含鐵廢酸液的4個(gè)槽體直接置于地面上，表面被鐵銹覆蓋，槽內(nèi)盛裝廢酸液呈黃綠色，具有強(qiáng)烈刺鼻的酸味。

1.2 廢酸液污染特性分析與確認(rèn)

鍋爐和瓦斯抽放泵酸洗時(shí)采用水、鹽酸配置成酸洗藥劑進(jìn)行清洗。清洗高含鐵廢酸液主要成分為Ca2+、Mg2+、Fe3+、 Fe2+、Cl-、H+、SO42-和 PO43-。結(jié)合廢酸液污染特性分析，初步判定該廢液的污染因子為重金屬污染和H+偏高引起的強(qiáng)腐蝕性，通過(guò)廢酸液樣品采集和檢測(cè)，對(duì)其污染特性進(jìn)行確認(rèn)。

結(jié)合廢液污染特性分析結(jié)果，確定采集廢液實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)指標(biāo)為重金屬和pH，檢測(cè)方法為GB/T1555.1-1995～GB/T1555.12-1995。

檢測(cè)結(jié)果顯示，本次采集4個(gè)廢液樣品重金屬含量均未超標(biāo)，pH部分樣品超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值。其中，除3號(hào)樣品外，pH 值均小于2。由表2可知，1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)樣品具有強(qiáng)腐蝕性。

結(jié)合檢測(cè)結(jié)果可知，1、2、4號(hào)廢液為酸性危險(xiǎn)廢物廢液，危險(xiǎn)特性為腐蝕性。同時(shí)廢酸液中鐵離子含量較高。

1.3 工作目標(biāo)確定

根據(jù)《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》，該廢液屬于危險(xiǎn)廢物，廢物類(lèi)別為HW34廢酸，廢物代碼為900-300-34，使用酸清洗產(chǎn)生的高含鐵廢酸液，危險(xiǎn)特性為腐蝕性。該廢酸液暫存于空地中，存在極大的安全隱患和較高的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部部長(zhǎng)信箱《關(guān)于廢酸廢堿危險(xiǎn)廢物可否納入企業(yè)污水處理系統(tǒng)的回復(fù)》（2019年3月21日），“公司生產(chǎn)的廢酸、廢堿可按有關(guān)規(guī)定自行處理處置”。根據(jù)《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 腐蝕性鑒別GB 5085.1-2007》：按照GB/T1555.12-1995的規(guī)定制備的浸出液，pH≥12.5或者pH≤2.0的固體廢物屬于危險(xiǎn)廢物。因此本次工作目標(biāo)為將廢酸液pH調(diào)節(jié)至2～12.5，消除其腐蝕性的危險(xiǎn)特性。

2 處理工藝確定

2.1 藥劑選擇

根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，目前廢酸液的主要處理方法包括焙燒法、膜分離法、萃取法、化學(xué)中和法等。在工程實(shí)踐應(yīng)用中，對(duì)于普通的無(wú)機(jī)廢酸液，多采用化學(xué)中和法。該方法穩(wěn)定、可靠，且成本較低、處理過(guò)程易控制。常采用的藥劑包括氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉等。這幾種藥劑的各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表3。

由于廢酸液存在大量Fe2+、Fe3+，嚴(yán)重影響廢酸液的色度及濁度，因此在調(diào)節(jié)pH的過(guò)程中，同時(shí)盡可能地去除鐵離子。氧化絮凝沉淀法是去除水中鐵離子的有效方法。研究表明，在pH達(dá)到2.81時(shí)，F(xiàn)e3+沉淀完全，當(dāng)pH達(dá)到6.34時(shí)，F(xiàn)e2+開(kāi)始沉淀pH達(dá)到8.34時(shí)，F(xiàn)e2+沉淀完全，如表4所示。

2.2 小試實(shí)驗(yàn)

為確定處理藥劑的具體投加量，需進(jìn)行小試實(shí)驗(yàn)。從1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)槽體內(nèi)分別取廢酸液200mL，先向廢酸液樣品中逐漸添加氫氧化鈣至廢酸液呈中性，添加過(guò)程中用pH計(jì)監(jiān)測(cè)廢酸液酸度的變化，并記錄氫氧化鈣的添加量。若添加過(guò)程中廢酸液顏色變?yōu)榫G色，則向廢酸液中添加雙氧水至溶液呈紅褐色，記錄雙氧水的添加量。

根據(jù)小試實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定各廢酸液槽內(nèi)投加氫氧化鈣和雙氧水的用量，如表5 所示。

3 工程實(shí)施及處置效果評(píng)價(jià)

根據(jù)小試實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分別先向各槽內(nèi)投加雙氧水，使廢液中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，再向其中投加氫氧化鈣，中和H+，并使Fe3+沉淀，從而達(dá)到除酸、脫色、降濁的目的。

為了便于物料投加和攪拌，將2號(hào)廢液槽（以下簡(jiǎn)稱(chēng)2號(hào)槽大）內(nèi)的部分廢液導(dǎo)入小槽（以下簡(jiǎn)稱(chēng)2號(hào)槽?。┲羞M(jìn)行處置。2號(hào)槽大廢液槽中投加氫氧化鈣160kg，雙氧水55L;2號(hào)槽小廢液槽中投加氫氧化鈣185kg，雙氧水95L。

處置完成后，將處理后的廢酸液取樣送往實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，對(duì)廢酸液處置效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。檢測(cè)指標(biāo)為pH，檢測(cè)方法為《固體廢物 腐蝕性測(cè)定 玻璃電極法》（GB/T1555.12-1995）。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室分析檢測(cè)結(jié)果可知，該廢酸液pH范圍在6.37～7.65，達(dá)到消除其腐蝕性危險(xiǎn)特性的工作目的。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程實(shí)例利用酸堿中和及氧化絮凝沉淀的原理，消除了該高含鐵廢酸液的腐蝕性危險(xiǎn)特性，同時(shí)降低了廢酸液中的鐵離子以及廢酸液的色度、濁度，為后續(xù)的深度治理提供了便利。對(duì)高含鐵廢酸液的治理有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-01-01

作者簡(jiǎn)介：李雄（1981-），男，漢族，本科學(xué)歷，工程師，副總經(jīng)理，研究方向?yàn)榄h(huán)保技術(shù)和制藥生產(chǎn)等。