酸洗廢水(廢酸)的資源化利用

酸洗廢水（廢酸）具體指在軋鋼、金屬表面處理、電子元件制造等過程產(chǎn)生的一種液體廢棄物，被列入《國家危險(xiǎn)廢棄物名錄》。根據(jù)其中所含化學(xué)成份的不同，酸洗廢水（廢酸）分為鹽酸酸洗廢水（酸）、硫酸酸洗廢水（酸）和混酸酸洗廢水（酸）三種。其中鹽酸酸洗廢水（酸）含有鹽酸，氯化亞鐵等；硫酸酸洗廢水（酸）含有硫酸和硫酸亞鐵等；混酸酸洗廢水（酸）含有鹽酸、硫酸及相應(yīng)的鐵鹽。
      酸洗廢水（廢酸）處理工藝現(xiàn)狀
      1．1雙極膜法
      雙極膜法是膜分離法的一種，適合于處理酸濃度較高的酸洗廢水（廢酸）。膜分離是利用膜對離子的高選擇性將金屬離子和酸分離的高效處理工藝，可以充分回收酸和金屬鹽。常見的膜技術(shù)有雙極膜、微濾、超濾、電滲析、擴(kuò)散滲析、陶瓷膜、反滲透和納濾等。雙極膜法工藝簡單，投資成本低，回收率高，而且回收酸的純度較高。然而，與其他幾種膜相比，該方法運(yùn)行成本較高，并且由于膜的材質(zhì)問題，會(huì)出現(xiàn)質(zhì)子穿透陰離子交換膜的現(xiàn)象，從而影響回收酸的濃度和電流效率。
      1．2結(jié)晶法
      結(jié)晶法主要包括濃縮結(jié)晶法和冷凍結(jié)晶法。濃縮結(jié)晶法通過蒸發(fā)酸組分析出鹽晶體；冷凍結(jié)晶法利用無機(jī)鹽在廢酸中溶解度隨溫度下降而降低的特性，通過低溫降低金屬鹽的溶解度，析出鹽晶體，達(dá)到酸鹽分離的目的。結(jié)晶法的優(yōu)點(diǎn)是處理過程不需要消耗新酸，回收酸可直接用于耗酸工段；缺點(diǎn)是設(shè)備多、投資大、能耗高。該方法無論在環(huán)境效益還是技術(shù)可行性方面都具有明顯優(yōu)勢。
     1．3中和法
     中和法是目前最普遍應(yīng)用的酸洗廢水（廢酸）處置方法，常用的中和劑有石灰石、蘇打、氫氧化鈉、飛灰等。采用石灰中和＋三效蒸發(fā)處置工藝，以石灰石為中和劑提高廢酸的pH值，形成硫酸鈣和金屬氫氧化物的共沉淀，濾液經(jīng)蒸發(fā)后達(dá)標(biāo)排放。
石灰中和沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟、簡單，出水含鹽量低、水質(zhì)較好；缺點(diǎn)是污泥量大，酸洗廢水（廢酸）中的金屬難以回收，蒸發(fā)過程產(chǎn)生的廢鹽難以處置，所產(chǎn)生的二次固廢綜合利用難度大，對環(huán)境會(huì)產(chǎn)生二次污染，因此不是一種的很好的酸洗廢水（廢酸）處置方法。
      1．4噴霧燒結(jié)法
       鹽酸、硝酸等易揮發(fā)酸的再生可通過焙燒法實(shí)現(xiàn)。焙燒法是在高溫條件下蒸發(fā)酸洗廢水（廢酸），通過吸收塔回收酸，廢酸液中的金屬離子在高溫條件下發(fā)生水解氧化反應(yīng)生成金屬氧化物，通過爐底的輸送管道進(jìn)入粉料倉，從而達(dá)到分離重金屬、回收酸的目的。
焙燒工藝的主要設(shè)備包括焙燒反應(yīng)爐、旋風(fēng)分離器、預(yù)濃縮器、液滴分離器、洗滌塔等，其優(yōu)點(diǎn)是酸再生效率高、再生酸濃度高，缺點(diǎn)是設(shè)施投資大、運(yùn)營費(fèi)用高、維修困難、技術(shù)難度大、能耗高、存在二次污染。以含鐵廢酸的處置為例，雖然實(shí)現(xiàn)了對酸的再生與回收，但產(chǎn)生的酸洗氧化鐵利用價(jià)值不高。噴霧焙燒法在大型鋼鐵廠廢酸再生過程應(yīng)用較普遍，但不適用于對酸洗廢水（廢酸）的處理。
      1．5離子交換法
      鋼鐵加工企業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的酸洗廢水（廢酸），該類廢液重金屬離子濃度高，只要能降低重金屬離子濃度，再生酸便可回到酸洗工段循環(huán)利用。目前，離子交換樹脂是處理重金屬廢水最常用的技術(shù)。離子交換樹脂主要由單體、交聯(lián)劑和交換基團(tuán)組成，其結(jié)構(gòu)主要包括高分子骨架、離子交換基團(tuán)和孔3個(gè)部分。離子交換樹脂按孔型可分為大孔型樹脂和凝膠型樹脂。大孔型樹脂的作用機(jī)理為分子間范德華力，能夠吸附大分子有機(jī)物質(zhì)；凝膠型樹脂屬于高分子構(gòu)架，吸水膨脹，產(chǎn)生很多細(xì)孔，能夠吸附無機(jī)離子。離子交換樹脂為再生型材料，且對重金屬離子的吸附效果好，因而凝膠型樹脂普遍應(yīng)用于重金屬廢水處理。
      1．6化學(xué)轉(zhuǎn)化法
      酸洗廢水（廢酸）來源廣泛，其中鋼壓延加工、金屬表面處理及熱處理加工行業(yè)所產(chǎn)生的酸洗廢水（廢酸）主要為鹽酸廢水和硫酸廢水，廢酸中的雜質(zhì)主要為Fe2＋、Fe3＋，以及少量的鋅、銅等其他重金屬離子。直接處置此類廢酸，不僅費(fèi)用高、難度大，而且不能有效利用其中的金屬資源。根據(jù)此類廢無機(jī)酸的特性，將其用于制備絮凝劑，不僅降低了廢酸的處置難度，還可以帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。
      絮凝劑是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的高分子無機(jī)絮凝劑，主要有鋁系絮凝劑和鐵系絮凝劑。水處理中最常用的鋁系絮凝劑為聚合氯化鋁和聚合硫酸鋁。聚合氯化鋁具有水解速度快、絮凝體密度大、適應(yīng)pH值范圍廣、比表面積大、吸附能力強(qiáng)、處理成本低等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于水處理。
聚合氯化鋁的制備原料主要有鋁灰、煤矸石、鋁土礦、高嶺土及鋁酸鈣礦粉等，制備方法有熱分解法、電解法、膜反應(yīng)器法、酸溶法等，酸溶法是目前生產(chǎn)聚合氯化鋁最常用的方法。以鋁土礦為原料，采用酸溶法合成聚合氯化鋁主要分為3個(gè)步驟，即浸出鋁土礦、調(diào)節(jié)鹽基度、不溶雜質(zhì)及重金屬的去除。