江蘇省廢無機酸的產生及處置現(xiàn)狀

朱 成，涂 勇，朱化軍，左 武，崔靈豐（江蘇省環(huán)境科學研究院，江蘇省環(huán)境工程重點實驗室，南京 210036）

江蘇省廢無機酸的產生及處置現(xiàn)狀

朱 成，涂 勇，朱化軍，左 武，崔靈豐
（江蘇省環(huán)境科學研究院，江蘇省環(huán)境工程重點實驗室，南京 210036）

江蘇省廢無機酸的產生總量大，且逐年增加。廢無機酸具有腐蝕性、毒性、不穩(wěn)定性等危險特性，如不進行合理處置便排入環(huán)境中，危害極大。江蘇省廢無機酸的產量與城市區(qū)域分布、產業(yè)布局有著密切的關系。廢無機酸處置及利用企業(yè)與廢無機酸的產生情況有較密切的關聯(lián)。針對不同特性的廢無機酸，適合采用不同的處置或利用工藝。廢無機酸作為危險廢物可采用中和法實現(xiàn)無害化處置或采用濃縮回收法等工藝進行資源化利用。

廢無機酸；產生；處置；江蘇省

1　引言

廢無機酸特指2008年頒布的國家危險廢物名錄“HW34廢酸”中所列的各類廢無機酸［1］，主要包括無機酸生產過程中產生的廢酸液以及利用無機酸進行原料及產品的酸洗、鈍化、剝離等表面處理產生的廢酸液。

廢無機酸究其自身性質而言，與其它固體廢棄物有著明顯的區(qū)別，屬于危險廢棄物。首先，廢無機酸具有腐蝕性大、毒性大、易積累、不穩(wěn)定、熱值低、易流失等特點，且廢無機酸多含有重金屬，如不加以妥善處理，直接排入環(huán)境，將引起嚴重的二次污染［2、3］；其次，廢無機酸中剩余的無機酸及其中的金屬元素，具有一定的經濟價值，是一種廉價的二次可再生資源。

2　江蘇省廢無機酸產生情況分析

根據江蘇省污染源普查數據和重點企業(yè)現(xiàn)場調研數據統(tǒng)計分析，2013年江蘇省廢無機酸的產生總量約45萬噸，其處置量約11.3萬噸，貯存量約為30噸。

2.1區(qū)域分布情況

從區(qū)域分布來看，南通市的廢無機酸的產生量最大，約17.8萬噸，占全省廢無機酸產生總量的39.64%；其次為江陰市、無錫市和南京市，其廢無機酸產量分別為12.5萬噸、4.6萬噸和3.2萬噸，分別占全省廢無機酸產量的27.89%、10.27%和7.11%；而宿遷、徐三州和鹽城五市的廢無機酸產量最少，年產生量均不足100噸，三個地區(qū)的總產生量還不足全省總量的1%。江蘇省2013年危險廢物廢無機酸產生量的區(qū)域分布如圖1所示。

圖1　江蘇省廢無機酸產生的區(qū)域分布圖

2.2 行業(yè)分布情況

廢無機酸的行業(yè)分布特點與該區(qū)域內部的工業(yè)行業(yè)結構有密切關系。根據調研統(tǒng)計，2013年江蘇省產廢無機酸的企業(yè)共有359個，其中年產量在100噸以上的有152家，占總企業(yè)的42.34%。主要以化工行業(yè)、金屬加工業(yè)、金屬制品業(yè)為主。

（1）全省概況

根據統(tǒng)計數據分析，按照廢無機酸產生量大小排名，江蘇省廢無機酸主要來自于化工行業(yè)，其年產生量約30.8萬噸，占總量的68.51%，其次為金屬加工業(yè)、金屬制品業(yè)和電子設備制造業(yè)，分別為總量的14.64%、7.15%和3.49%。全省各行業(yè)廢無機酸產生情況如圖2所示。

圖2　江蘇省不同行業(yè)廢無機酸產生情況

（2）區(qū)域差異

1）根據統(tǒng)計數據分析，南通市廢無機酸的產生總量約17.8萬噸，其中90.09%都是化工行業(yè)，其他的來自于專用設備制造業(yè)、電子設備制造業(yè)和金屬制品業(yè)，各占總量的4.98%、2.71%和2.14%。南通市各行業(yè)廢無機酸產生情況如圖3所示。

圖3　南通市廢無機酸產生行業(yè)分布情況

2） 江陰市廢無機酸年產生總量約12.5萬噸，其產生行業(yè)為化工行業(yè)、金屬制品業(yè)、金屬加工業(yè)和電氣機械制造業(yè)4個行業(yè)，分別占總量的72.55%、17.16%、 10.23%和0.06%（見圖4）。

圖4　江陰市廢無機酸產生行業(yè)分布情況

2.3重點產生源

根據廢無機酸的產生量，篩選出年產量在100噸以上的重點工業(yè)企業(yè)152家，重點產生源中產生量較大的主要以化工行業(yè)、金屬加工業(yè)、金屬制品業(yè)等行業(yè)的工業(yè)企業(yè)居多。

圖5給出的是重點企業(yè)及所有企業(yè)廢無機酸產生情況，152家重點企業(yè)2013年廢無機酸產生量為44.4554萬噸，占整個江蘇省總量的98.86%，處置量為總量的99.93%，貯存量為96.98%。

圖5　重點企業(yè)以及所有企業(yè)廢無機酸產生情況

圖6給出的南通市危險廢物重點企業(yè)的區(qū)域分布情況，152家重點源產生企業(yè)主要集中在無錫市、江陰市、常州市、南通市等11個地區(qū)，其中無錫市和江陰市年產廢無機酸100噸以上企業(yè)分別有44家和30家，占江蘇省重點企業(yè)的28.95%和19.74%。

圖6　江蘇省各地區(qū)危險廢物產生重點企業(yè)數量

圖7　江蘇省廢無機酸產生重點企業(yè)行業(yè)分布

圖7給出的是江蘇省廢無機酸產生重點企業(yè)行業(yè)分布，整個江蘇省廢無機酸重點產生企業(yè)主要以化工行業(yè)為主，占69.21%，其次為金屬加工業(yè)、金屬制品業(yè)和電子設備制造業(yè)，分別為14.46%、6.76%和3.39%。

3　江蘇省廢無機酸處置利用情況

3.1處置現(xiàn)狀及區(qū)域分布

根據數據統(tǒng)計，2013年江蘇省僅有7個地區(qū)對廢無機酸進行了處置，總處置量約11.3萬噸，其中江陰市的處置量最大為8.8萬噸，占全省總處置量的77.80%，而淮安、南通、常州和鎮(zhèn)江四市的處置量很小，僅為全省總量的0.64%。江蘇省2013年廢無機酸處置量的區(qū)域分布如圖8所示。

圖8　江蘇省廢無機酸處置量的區(qū)域分布

3.2處置工藝分析

廢無機酸是工業(yè)生產中常見的末端產物，屬于危險廢物。近年來，隨著環(huán)境污染事故頻繁發(fā)生，生態(tài)環(huán)境污染問題也越來越突出［4］，因此，關于廢無機酸的處置和回收利用工藝也備受關注。根據統(tǒng)計，江蘇省內目前廢無機酸處置和回收利用工藝主要包括：中和法處置工藝、濃縮回收工藝、工藝替代酸工藝，其中：中和法處置工藝屬于末端無害化處置工藝，濃縮回收工藝和工藝替代酸工藝屬于資源化利用工藝［5、6］。三種工藝路線原理各不相同，適用于不同類型的物料。

3.3中和法處置工藝

中和法處置工藝是利用化學酸堿中和的原理將廢無機酸轉化成可溶性無機鹽或難溶性無機鹽沉淀，并配以適當的后續(xù)處置工藝從而實現(xiàn)廢無機酸無害化處置的目的。中和法處置工藝是較常見的廢無機酸無害化處置工藝之一。中和法處置工藝常用于一些組分復雜或物料中含多種無機酸根，難以對其分離提純和進行資源化再利用的廢無機酸類物料。中和沉淀法廣泛應用于各經營廢酸類危險廢物的處置企業(yè)。

3.4濃縮回收工藝

濃縮回收工藝是通過改變含廢無機酸物料的溫度，使其中的有機物進行氧化或者結合，最終形成膠狀物或者懸浮物，再將這部分物質進行濾除，進而實現(xiàn)去除雜質的目的［7］。

目前對廢酸處置常用的工藝包括加熱蒸發(fā)冷凝回收工藝以及膜濃縮回收工藝［8］。加熱蒸發(fā)冷凝回收工藝［9］是通過對待處理物料進行多級加熱到目標溫度段使得物料中標靶酸及水實現(xiàn)蒸發(fā)，再根據不同溫度段采用不同的冷卻方式從而回收冷凝下來的成品酸，此工藝可用于回收廢鹽酸和廢硫酸。膜濃縮回收工藝是采用管道、膜等方式多級過濾將特定廢酸中的雜質等其他組分濾除從而得到不同等級的成品酸。

采用濃縮回收工藝對于處理物料組分、濃度以及標靶酸的特性均有特定的要求，因此，處理對象存在較大局限性，在目前工程中應用較少。

3.5工藝替代酸工藝

根據對江蘇省涉及廢無機酸處置企業(yè)的調研，目前采用工藝替代酸工藝的生產線主要分為兩種路線，一種是針對含廢硫酸，替代方式是將特定的廢硫酸直接替代原材料硫酸投入到企業(yè)生產線中，在實現(xiàn)處置的同時實現(xiàn)了資源化再利用。此工藝主要是將濃度和組分均滿足生產企業(yè)需求的廢硫酸直接或經調配后投入到企業(yè)生產線中作為生產原材料使用。目前此工藝僅用于磷肥生產企業(yè)。另外一種是利用特定廢鹽酸或廢硫酸作為輔助原料，生產氯化鐵、聚氯化鋁和聚合硫酸鐵等再生水處理劑產品。

根據調研數據，利用廢無機酸生產水處理產品主要包括以下幾種：

（1）利用廢鹽酸生產聚氯化鋁及氯化鐵

此工藝主要是利用大部分廢鹽酸中含有的鹽酸和Fe3+。根據廢鹽酸中Cl-和Fe3+離子濃度確定其利用方向，可用于生產聚氯化鋁或氯化鐵。

（2）利用廢硫酸生產聚合硫酸鐵

此工藝利用廢硫酸中含有SO42-和Fe3+，通過添加硫酸亞鐵和硫酸以及其他輔助氧化劑，經一系列反應處理環(huán)節(jié)從而生產出聚合硫酸鐵。

（3）利用廢鹽酸生產聚合氯化鋁

此工藝利用廢鹽酸與鋁酸鈣藥劑混合，并通入蒸汽加熱反應，控制合適的反應溫度生產聚合氯化鋁。

采用廢酸作為替代酸生產的水處理劑需達到國家相關產品標準要求方可進入下游企業(yè)的生產線中，并持續(xù)做好產品跟蹤監(jiān)督工作。

4　結論

通過對江蘇省廢無機酸產生情況的調研發(fā)現(xiàn)，從區(qū)域分布來說，廢無機酸產生主要分布在南通市、江陰市、無錫市；從行業(yè)貢獻來說，廢無機酸產生量最大的是化工行業(yè)，其次為金屬加工行業(yè)。

江蘇省廢無機酸處置利用區(qū)域分布不均勻，主要集中在江陰市和南京市。目前，江蘇省對危險廢物計算處置利用大致可分為3類：中和法處置工藝、濃縮回收工藝、工藝替代酸工藝，其中，中和法處置工藝屬于末端無害化處置方向，濃縮回收工藝和工藝替代酸工藝屬于資源化利用方向。應用較廣泛的為中和法處置工藝和工藝替代酸工藝，濃縮回收工藝應用相對較少。

［1］ 國家危險廢物名錄（2008版）.

［2］ An H. K.， Park B. Y.，Kim D. S. Crab shell for the removal of heavy metals from aqueoussolution. Water Res.， 2001，35（15）： 3551-3556.

［3］ 劉建興，王青，孫鵬，等.中國有色金屬行業(yè)的生態(tài)占用研究［J］.資源科學，2007（1）：155-159.

［4］ 地里阿拉.卡哈爾、孜克如拉.艾海提.化工生產中廢酸、廢水的處理技術研究［J］.化工管理，2015（11）.

［5］ 盧旭曉.廢酸的資源化處理與應用探討［J］.環(huán)境保護與循環(huán)經濟，2015（8）：23-25.

［6］ 王建偉，任秀蓮，魏琦峰，等.鈦白廢酸的綜合利用研究現(xiàn)狀及展望［J］.無機鹽工業(yè)，2009（9）：4-7.

［7］ 代雨濱，王景慧.化工生產中廢酸、廢水的處理技術［J］.化工時刊，2014，28 （2）：44-46.

［8］ 任建新.膜分離技術及其應用［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2003：253-256.

［9］ 付偉.外循環(huán)減壓蒸發(fā)工藝回收廢酸技術與應用［J］.環(huán)境污染與防治，2004，26 （3）：227-228.

Status Analysis on Generation and Disposal of Waste Inorganic Acid in Jiangsu Province

ZHU Cheng， TU Yong， ZHU Hua-jun， ZUO Wu， CUI Ling-feng
（Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science， Jiangsu Provincial Key Laboratory of Environmental Engineering， Nanjing 210036， China）

Jiangsu province has great amount and annual increase in the waste inorganic acids （WIAs） which are corrosive， toxic and unstable hazards. If discharged without the efficient treatment and disposal， these wastes would pose great risk to the environment， especially to the water and soil environment. The WIAs generation is closely related to the distribution of the urban function and industry in Jiangsu. The produced WIAs， with the properties varying with the industry and enterprise，need different technologies for the efficient disposal and utilization. Those can be harmlessly disposed and comprehensively utilized by the neutralization and concentration-recycling， respectively. The harmless disposal is still dominant pattern for the WIAs treatment， only with small proportion by the comprehensively utilization.

waste inorganic acid； generation； disposal； Jiangsu province

X703

A

1006-5377（2016）08-0069-04

江蘇省環(huán)境保護廳科研基金資助項目（2014028）。