高含鐵廢酸液處置工程實例

摘要：某煤業有限公司清洗鍋爐產生的廢液中含有大量的鐵離子與H+，具有腐蝕性危險特性，屬于危險廢物。本工程實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特性，同時降低了廢酸液中的鐵離子以及廢酸液的色度、濁度，為后續的深度治理提供了便利。對高含鐵廢酸液的治理有一定的借鑒意義。

關鍵詞：高含鐵廢酸液;危險廢物;酸堿中和;工程實例

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：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

某煤業有限公司為消除鍋爐及瓦斯抽放泵內凝結水垢，分別對鍋爐及瓦斯抽放泵進行清洗，清洗產生的廢酸液收集后置于鐵質廢液槽內，暫存于鍋爐房及瓦斯抽放泵站旁邊的空場地中，槽體直接置于水泥硬化地面上，表面被鐵銹覆蓋，槽內盛裝廢液均呈綠色，具有強烈刺鼻的酸味，廢液總量約為35m3。

1 工程概況

在鍋爐受熱蒸發過程中，其中的膠體物質發生沉積形成污垢，同時水中的鈣、鎂等離子的鹽類因蒸發濃縮達到過飽和狀態，以晶體形式析出沉積在鍋爐內表面，形成致密堅硬的水垢。而水中的溶解氧也會對鍋爐內表面金屬發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，會增加鍋爐熱損失、燃料消耗，導致鍋爐熱效率降低，縮短鍋爐使用壽命。

瓦斯抽放泵循環水中某些溶解性氣體和難溶解的鹽類及氧化物的理化性質發生改變，導致葉輪及泵殼內部的金屬表面聚積附著大量鈣、鎂化合物形成的水垢。水垢形成后將導致瓦斯抽采泵內循環水量減少，絕對吸入壓強變小，實際工作效率降低;另一方面，由于結垢嚴重，導致瓦斯抽采泵的運行負荷增加，開機電流大幅上升，引發跳閘和線路燒毀，影響生產裝置正常運行;與此同時，井下煤層的瓦斯無法及時抽出，為煤礦的安全生產埋下隱患[1-5]。

1.1 廢酸液現狀

該公司對鍋爐和瓦斯抽放泵清洗主要分為水沖洗、酸洗、酸洗后水沖洗三個工序。因此，鍋爐和瓦斯抽放泵清洗產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+偏高引起的強腐蝕性。同時，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。

廠區內殘存高含鐵廢酸液共計35m3，分別盛裝在4個鐵質廢液槽中。各槽內盛裝廢液的具體情況見表1。

儲存高含鐵廢酸液的4個槽體直接置于地面上，表面被鐵銹覆蓋，槽內盛裝廢酸液呈黃綠色，具有強烈刺鼻的酸味。

1.2 廢酸液污染特性分析與確認

鍋爐和瓦斯抽放泵酸洗時采用水、鹽酸配置成酸洗藥劑進行清洗。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+偏高引起的強腐蝕性，通過廢酸液樣品采集和檢測，對其污染特性進行確認。

結合廢液污染特性分析結果，確定采集廢液實驗室檢測指標為重金屬和pH，檢測方法為GB/T1555.1-1995～GB/T1555.12-1995。

檢測結果顯示，本次采集4個廢液樣品重金屬含量均未超標，pH部分樣品超過標準值。其中，除3號樣品外，pH 值均小于2。由表2可知，1號、2號、4號樣品具有強腐蝕性。

結合檢測結果可知，1、2、4號廢液為酸性危險廢物廢液，危險特性為腐蝕性。同時廢酸液中鐵離子含量較高。

1.3 工作目標確定

根據《國家危險廢物名錄》，該廢液屬于危險廢物，廢物類別為HW34廢酸，廢物代碼為900-300-34，使用酸清洗產生的高含鐵廢酸液，危險特性為腐蝕性。該廢酸液暫存于空地中，存在極大的安全隱患和較高的環境風險。根據生態環境部部長信箱《關于廢酸廢堿危險廢物可否納入企業污水處理系統的回復》（2019年3月21日），“公司生產的廢酸、廢堿可按有關規定自行處理處置”。根據《危險廢物鑒別標準 腐蝕性鑒別GB 5085.1-2007》：按照GB/T1555.12-1995的規定制備的浸出液，pH≥12.5或者pH≤2.0的固體廢物屬于危險廢物。因此本次工作目標為將廢酸液pH調節至2～12.5，消除其腐蝕性的危險特性。

2 處理工藝確定

2.1 藥劑選擇

根據文獻調研結果，目前廢酸液的主要處理方法包括焙燒法、膜分離法、萃取法、化學中和法等。在工程實踐應用中，對于普通的無機廢酸液，多采用化學中和法。該方法穩定、可靠，且成本較低、處理過程易控制。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。這幾種藥劑的各項指標對比見表3。

由于廢酸液存在大量Fe2+、Fe3+，嚴重影響廢酸液的色度及濁度，因此在調節pH的過程中，同時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達到2.81時，Fe3+沉淀完全，當pH達到6.34時，Fe2+開始沉淀pH達到8.34時，Fe2+沉淀完全，如表4所示。

2.2 小試實驗

為確定處理藥劑的具體投加量，需進行小試實驗。從1號、2號、3號和4號槽體內分別取廢酸液200mL，先向廢酸液樣品中逐漸添加氫氧化鈣至廢酸液呈中性，添加過程中用pH計監測廢酸液酸度的變化，并記錄氫氧化鈣的添加量。若添加過程中廢酸液顏色變為綠色，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。

根據小試實驗結果，確定各廢酸液槽內投加氫氧化鈣和雙氧水的用量，如表5 所示。

3 工程實施及處置效果評價

根據小試實驗結果，分別先向各槽內投加雙氧水，使廢液中的Fe2+轉化為Fe3+，再向其中投加氫氧化鈣，中和H+，并使Fe3+沉淀，從而達到除酸、脫色、降濁的目的。

為了便于物料投加和攪拌，將2號廢液槽（以下簡稱2號槽大）內的部分廢液導入小槽（以下簡稱2號槽小）中進行處置。2號槽大廢液槽中投加氫氧化鈣160kg，雙氧水55L;2號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驗室檢測，對廢酸液處置效果進行評價。檢測指標為pH，檢測方法為《固體廢物 腐蝕性測定 玻璃電極法》（GB/T1555.12-1995）。檢測結果見表6。

根據實驗室分析檢測結果可知，該廢酸液pH范圍在6.37～7.65，達到消除其腐蝕性危險特性的工作目的。

4 結語

本工程實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特性，同時降低了廢酸液中的鐵離子以及廢酸液的色度、濁度，為后續的深度治理提供了便利。對高含鐵廢酸液的治理有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]任飛，王延軍.發電廠鍋爐化學清洗廢水處理及回收利用[J].清洗世界，2019，35（05）：4-5.

[2]趙旋戈，鄭朋剛.發電廠鍋爐化學清洗廢水處理及回收利用探討[J].山東工業技術，2019（05）：194.

[3]張貴泉，李佳，文慧峰，姚建濤，龍國軍.電站鍋爐有機酸清洗廢液處理技術研究進展[J].工業水處理，2017，37（10）：11-15.

[4]張強.鍋爐水垢及水處理技術的研究[J].科技創新與應用，2016（13）：138.

[5]林宇鈴.工業鍋爐水垢的形成、危害及處理方法[J].裝備制造技術，2014（08）：131-133.

收稿日期：2020-01-01

作者簡介：李雄（1981-），男，漢族，本科學歷，工程師，副總經理，研究方向為環保技術和制藥生產等。