含酸及酸性污水处理主要方法有哪几种（含酸污水处理方法方案介绍）
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添加时间：2022-12-12 浏览次数:1665
每年，中国将排放近百万立方米的工业废酸。化工厂、化纤厂、金属表面处理工业和电镀工业将在制酸和酸的过程中排放大量酸性废水。如果这些工业酸性废水直接排放，会腐蚀管道，损坏作物，损害鱼类等水生物，破坏生态环境，危害人体健康。
废水处理技术
因此，工业酸性废水必须经过处理才能达到国家排放标准，酸性废水也可以回收再利用。处理废酸时，可采用盐处理、浓缩、中和、提取、离子交换树脂和膜法。
1、离子交换树脂的方法
离子交换树脂处理有机酸废液的基本原理是利用某些离子交换树脂从废酸溶液中吸收有机酸，消除无机酸和金属盐的功能，实现不同酸和盐的分离。
比如β-萘磺酸(NSA)，NSA是重要的染料中间体，生产过程中会产生大量的β-萘磺酸废液。该废液COD值高，色度深，酸碱度=2，含有1%左右的H2SO4，是最难处理的有机废液之一。李长海等的弱碱性阴离子树脂分离β-萘磺酸利用高选择性、高吸附能力、易再生的Indion860树脂处理废液，能有效分离β-萘磺酸。
离子交换法是德国拜耳公司开发的一项去硫酸专利技术，用于去除硫酸盐的离子交换树脂为LewatitE304/88，其官能团为聚酰胺。试验结果显示。当氯化钠的质量浓度为100~150gm时，用E304/88树脂进行交换。盐水中硫酸盐的质量浓度降低到0.2g/L左右。当硫酸盐的质量分数达到50%左右时，交换周期完成，交换容量达到15g/L左右，然后用精盐水清洗树脂。流出的硫酸盐可以冷冻生产芒硝，也可以不回收直接排出
2、盐系循环利用
所谓盐分析，就是用大量饱和盐水分析废酸中的几乎所有有机杂质。然而，该方法会产生盐酸，影响废酸中硫酸的回收。因此，研究了用硫酸氢钠饱和溶液分析废酸中有机杂质的方法。
废酸含有硫酸和各种有机杂质，主要是少量的6-氯-3-硝基甲苯-4磺酸和甲苯在磺化、氯化和硝化过程中产生的各种异构体，除6-氯-3-硝基甲苯-4-磺酸外。盐分析法是利用大量饱和盐水，几乎可以分析废酸中的所有有机杂质。
盐分析回收不仅可以去除废酸中的各种有机杂质，还可以回收硫酸投入回收生产，节约成本和能源。
3、焙烧法
烘焙法用于盐酸等挥发性酸，通过烘焙将其与溶液分离，达到回收效果。
张新欣等研究的喷雾烤法处理盐酸洗涤废液及其再生回收中用过滤罐过滤的盐酸废液进入预浓缩塔，在塔内用烤箱的余热循环加热浓缩。浓缩液达到预定浓度后，泵入烤箱，用喷枪雾状从烤箱顶部喷入烤箱。
雾化盐酸废液在炉内受热分解成氯化氢气体和氯化亚铁，后者在高温下被进入炉内的空气氧化成氧化铁。一部分氧化铁落到炉底，另一部分与氯化氢气体从炉顶通过旋风分离器分离，氯化氢排入下一道生产工序处理，氧化铁通过旋风分离器分离后进入喷雾烤箱底部。
氧化铁通过排气扇排入袋式除尘器，然后进入氧化铁粉料仓。含氯气体通过旋风分离器流入预浓缩塔。冷却后的气体从预浓缩塔底部排入吸收塔顶部。气体中的氯化氢被吸收塔顶部的喷雾洗涤水吸收，在塔底形成再生盐酸。
盐酸酸洗废液采用喷雾焙烧法处理，具有良好的环境和经济效益，不产生新的污染物，废气排放达标。与此同时，回收的盐酸可以回收利用，Fe2O3粉可以作为生产颜料的原料，也可以作为生产软磁、永磁等磁性材料的主要原料，既消除了对水、土的危害，又实现了资源的回收利用，满足了可持续发展的要求。
4、膜分离法
酸性废液也可采用渗析、电渗析等膜处理方法。
膜法回收废酸主要采用渗析原理，以浓度差为推动力，整个装置由扩散渗析膜、配液板、强化板、液流板框等组合而成，分离废液中的物质达到分离效果。
膜片具有选择透过性，它不会让每一种离子以平等的机会通过。第一，阴离子膜骨架本身带正电荷，在溶液中具有吸引带负电水化离子并排斥带正电荷水化离子的特点，因此，在浓度差的作用下，废酸侧阴离子被吸引，顺利地通过膜孔进入水的一侧。与此同时，根据电中性要求，还会夹带正电荷的离子，因为H+的水化半径较小，电荷较少；而金属盐的水化离子半径较大，价格较高，所以H+优先通过膜片，使废液中的酸分离。
渗析法的缺点是处理量少，扩散渗析法设备庞大的回收酸浓度受到平衡浓度的限制。也就是说，回收酸的浓度不能超过原料废酸的浓度，回收酸后的残液也不能直接排出。
膜片回收还包括电膜片回收(ED)，由于产品和生产工艺的原因，排放的工业废酸中经常含有各种各样的金属离子，ED可实现金属离子和废酸的回收。对含铜、铁、镍离子的硫酸废水，即使硫酸浓度高达200g/L，金属离子浓度高达59%，ED回收硫酸也能取得良好的效果。
膜生物反应器法:化工厂在生产过程中产生的酸碱废水中，难降解物质的化学需氧量、化学需氧量、化学需氧量和化学需氧量都很高。在采用浸入式屏幕结构的空心纤维膜组件的MBR处理酸碱废水中，MBR由6组SM-L膜组件组成，处理水量为220m3/d，实际运行中膜通量为0.20m3/(m2•d)。出水中的SS几乎为零，化学需氧量的去除率大于95%。
5、化学中和法
H+(aq)+OH-(aq)H2O是最基本、最重要的酸碱反应式也是处理酸性废水的重要依据。人类处理酸性废水的常用方法有:中和回收、酸碱废水相互中和、给药中和、过滤中和等。傅在盐酸酸洗废液和氧化置换工艺研究中的中和方法是以盐酸酸洗废液的无害化和资源化为出发点，通过中和氧化置换工艺的理论分析和工艺过程的研究得到最佳的工艺参数。
我国一些钢铁企业早期采用酸碱中和的方法处理盐酸、硫酸酸洗涤废液，使pH值达到排放标准。以碳酸钠、氢氧化钠、石灰石或石灰为原料进行酸碱中和，最常用的是价格便宜、易制造的石灰。
6、萃取法
液体萃取又称溶剂萃取，是利用原料液中成分在适当溶剂中溶解度的差异，实现分离的单元操作。处理含酸废水即是使含酸废水与有机溶剂充分接触，从而将废酸中的杂质转移到溶剂中。对提取物的要求是：(1)对废酸是惰性的，不与废酸发生化学反应，也不溶于废酸；(2)废酸中的杂质在提取物和硫酸中分配系数较高；(3)价格便宜，易得到；(4)易与杂质分离，反萃时损失较小。普通提取物有苯(甲苯、硝基苯、氯苯)、酚(杂酚油粗二苯)、卤化烃(三氯乙烷、二氯乙烷)、异丙醚和N-503等。
我国粗苯精制技术多采用硫酸洗涤法，该技术年产生废酸约5万吨。李梅香粗苯精制废酸再生研究实验证明，以粗酚为萃取剂，萃取效果最好，在最佳萃取条件下，萃取后再生酸颜色为透明淡黄色，废酸CODcr:从13.56*104mg/L下降到9.61*104mg/L，CODcr去除率约为30%。
再例如，李潜等以40％三异辛胺、25％辛醇和35％航空煤油为萃取相，考察了萃取剂浓度、相调节剂浓度、相比及温度等因素对萃取和反萃取的影响。并对某厂钛白水解废酸液进行了模拟试验。结果表明：在萃取相比为2，以水为反萃剂，反萃取相比为1．5的条件下。硫酸质量浓度为146．02g／L的废酸液经8级萃取和6级反萃取，硫酸回收率达到91．8％，产品酸质量浓度达119．73r，／L。胡熙用质量分数75％的磷酸三丁酯一煤油溶液组成的萃取剂萃取回收冷轧钢板盐酸酸洗废液，获得了90％的盐酸回收率。
在我国粗苯精制工艺大多采用硫酸洗涤法，该工艺年产生废酸约5万吨。李梅香的粗苯精制废酸的再生研究中通过实验证明用粗酚作萃取剂，萃取效果最好，在最佳萃取条件下，萃取后再生酸的颜色为透明浅黄色，废酸的CODcr:由13.56*104mg/L降至9.61*104mg/L，CODcr的去除率约30%左右。
7、冷却结晶法
冷却结晶法即为降低溶液温度使溶质析出的方法。运用在废酸处理工艺上即是把废酸中的杂质降温析出，以回收得到符合要求的酸溶液得以重新利用。如南京轧钢厂酰洗工序排放的废硫酸中含有大量的硫酸亚铁，采用浓缩-结晶-过滤的工艺来处理。经过滤除去硫酸亚铁后的酸液可返回钢材酸洗工序继续使用。
冷却结晶在工业上应用很多，在此以金属加工中的酸洗工艺加以说明。
在钢铁、机械加工过程中，普遍采用硫酸溶液来去掉金属表面的铁锈。因此，废酸的回收利用可以大大降低成本，保护环境。工业上多用冷却结晶法来实现这一过程。
查阅数据知，当温度为-5℃硫酸浓度为15%至20%时，硫酸亚铁的溶解度将降低到5.1%至3.8%。根据这一特性，对废酸采取处理措施，适当调整酸度和温度，可使其中溶解的硫酸亚铁大部分结晶析出并加以分离，从而大大降低溶液中硫酸亚铁的含量，以便将得到再生的酸洗液回收再用。如此循环，可以形成无废酸排放的酸液封闭系统，以便回收有用物质，从而降低和保护环境。
例如．江西洪都钢厂采用真空度0．08至0.088MPa的负压蒸发。冷冻结晶温度为-7至-5℃的工艺条件，处理该厂的酸洗废液，每平方酸液回收再生酸625kg，七水硫酸亚铁90kg，获得了很好的经济效益和环境效益。
8、氧化法
该法应用已久，原理是用氧化剂在适当的条件下将废硫酸中的有机杂质氧化分解，使其转变为二氧化碳、水、氮的氧化物等从硫酸中分离出去，从而使废硫酸净化回收。常用的氧化剂有过氧化氢、硝酸、高氯酸、次氯酸、硝酸盐、臭氧等。每种氧化剂都有其优点和局限性。
天津染料八厂采用硝酸为氧化剂对蒽醌硝化废酸进行氧化处理，其操作过程为：将废酸稀释至H2SO4质量分数为30%，使所含的二硝基蒽醌最大限度地析出，经过滤槽真空抽滤后废酸进入升膜列管式蒸发器，在112℃、88.1kPa条件下浓缩，在旋液分离器中分离水蒸气和酸(此时H2SO4质量分数约为70%)，废酸再流入铸铁浓缩釜(280～310℃，真空度为6.67～13.34kPa)，用喷射泵带出水蒸气，使H2SO4质量分数达到93%，然后流入搪瓷氧化缸，加入浓硝酸(HNO3质量分数为65%)进行氧化处理，至硫酸呈浅黄色。反应中产生的一氧化氮气体用碱液吸收。
硫酸在高浓度(H2SO4质量分数为97%～98%)和高温条件下也具有较强的氧化性，它可以将有机物较为彻底地氧化掉。例如处理苯绕蒽酮废酸、分散蓝废酸及分散黄废酸时，将废酸加热至320～330℃，把有机物氧化掉，部分硫酸被还原成二氧化硫。这种方法由于硫酸浓度和温度太高，有大量的酸雾产生，会造成环境污染，同时还要消耗一定量的硫酸，使硫酸收率降低，因此其应用受到很大限制。
结语：
废酸的处理方法各有利弊，在工业处理中均有应用。对于各种方法优点应进一步改进以其达到更为优化的处理方法。其缺点也应找出对策消除。除上述几种常用方法外，废硫酸及含硫酸废水的处理还有电解法、热解法、气体法等。在实际生产应用过程中，还是应该根据废酸的浓度及其组成，选择最适当的方法以达到更高的效率。
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