在炼钢生产过程中,常常会形成一定量的含SO2和SO3的烟气,这些烟气经稀酸洗涤净化,脱硫达标后座放,而净化时形成的大量污酸,因含有铜、砷、铁等杂质,也须要对其进行必要的处理。
采用传统的石灰中和+铁盐沉淀的方式,污酸处理后水质疗效通常,砷浓度常常无法达标,通常用于地面冲洗、冲渣等对水质要求不高的场合。而且中和后形成大量含砷的石膏渣,属于危险废物范畴,因其“量大、有毒、易反溶”的特性,处理比较困难,如果储存不当,还有可能导致二次污染。
为解决上述问题,嘉施利(宜城)化肥有限公司和嘉施利(荆州)化肥有限公司(以下合称湖北嘉施利)于2021年引进武汉飞博乐环保工程有限公司(以下简称武汉飞博乐)污酸深度处理除砷、重金属技术,并相继投资建设了3套污酸硫化除砷系统。系统采用单级或多级硫化反应+过滤的处理方式,在消除污酸中砷的同时,还能有效消除铜、铅、镉等重金属,处理后的稀酸中ρ(As)稳定在0.3mg/L以下,满足回用要求。
硫化沉淀法的优势
由于铜、砷、镉、铅等物质硫醇的溶度积远远高于其氢氧化物溶度积,相比于传统的“石灰中和+铁盐沉淀”方法,采用“硫化沉淀+过滤”的方式对污酸进行处理,砷和重金属产生的硫化氢比氢氧化物更易沉淀,对金属离子的消除更彻底,因而在微量砷处理中优势愈加显著。采用传统的“石灰中和+铁盐沉淀”方法须要将污酸中和,处理后水呈中性,且强度较高。该工艺仅适用于一些对水质要求不高的场合,否则还须要进行除强度、除盐等深度处理。硫化法处理只需消耗少量酸,基本不改变污酸酸性条件,净化后的污酸可以直接作为稀酸资源用于化肥生产或硫酸生产,在一定程度上节约了成本。硫化反应生成砷和重金属的硫醇沉淀,渣量极少,仅与污酸中砷与重金属浓度有关,通常为“石灰中和+铁盐沉淀”法渣量的5%左右,不论是储存、运输、处理,难度都急剧减少"。
针对砷浓度较高的污酸,公司设计采用多级硫化串联运行,控制每一级的加用量和反应时间,保证硫化反应的彻底进行,两级过滤装置提升砷渣与清酸的分离疗效,保证最后一级出水水质达标的同时,固浓度(ρ)平均值稳定在10mg/L以下。而对于砷浓度较低的污酸,系统降低至单级硫化,可以节约投资成本。但是考虑到污酸酸浓度较高,不利于除砷反应的进行,设计通过加强反应槽,延长污酸反应逗留时间,同样还能达到较高的砷去除率。
结语
近年来,污酸中的各类有害物质对环境和人体的害处越来越遭到注重,硫化沉淀法除砷技术因其除砷效果好、清酸可回收利用、砷渣量小易处理、适应能力强、生产运行稳定等特性,越来越被广泛应用到实际生产中。硫化沉淀法在嘉施利化肥有限公司污酸处理中的生产实践中取得了明显的疗效,污酸处理后水质达到GB26132-2010《硫酸工业污染物排放标准》,可以直接回收稀酸资源,具有巨大的经济效益和环境效益。