金属表面处理酸洗废水及酸洗污泥综合利用研究

摘要

酸洗工艺是一种广泛应用于钢铁工业和金属表面加工工业的工艺，用以清洗钢材和金属表面氧化层，优化金属表面结构。工艺产生了大量体积的酸洗废液，是一种含有高浓度金属离子的强酸性废水，属于危险废弃物。酸洗废液的传统处理方法是采用直接加碱的方式，中和废酸并沉降金属离子，存在着资源浪费、产生污泥量大等问题。本文利用浙江某生产加工厂家对其产品进行表面处理时产生的酸洗废水及加石灰中和产生的含铁污泥，研究了酸洗废液及酸洗污泥的综合利用和资源化，回收两种废弃物中的铁元素和剩余盐酸，制备了聚合氯化铁混凝剂，以废治废，具有显著的环保意义和经济意义。
　　本文研究的几个方面有：
　　（1）酸洗废液加氯盐蒸馏：蒸馏回收盐酸时，探索研究了如何最大限度的回收较高浓度的盐酸。最终选用了加氯盐的方式提高再生盐酸的回收率和回收浓度，选用的氯盐为氯化钙，投加量为1mol/L；
　　（2）蒸馏母液制备 PFC：利用蒸馏浓缩的含铁废酸液制备聚合氯化铁混凝剂，探究了几方面因素对氧化聚合反应的影响，最终得到的最佳工艺条件为蒸馏量30%，c(P)/c(Fe)=0.1，c(NaClO3)/c(Fe2+)=0.15，聚合反应在常温条件下进行，制备的聚合氯化铁主要指标满足国家推荐标准《水处理剂聚氯化铁》（HGT4672-2014），并在模拟印染废水的处理中获得了较好的效果；
　　（3）利用酸洗废液中的剩余盐酸对酸洗污泥进行酸浸，探讨了反应最佳制备条件。试验先使用酸洗污泥进行酸浸，再使用盐酸进行清洗，得到的最佳工艺条件为酸洗废液酸浸时液固比为8:1，反应温度为常温，反应时间为40min，盐酸清洗时液固比为4:1,污泥总减量达到68.5%，铁回收率达到了87.2%,剩余污泥由于重金属含量低，可用于建材化处理；
　　（4）利用酸浸液制备聚合氯化铁，反应在常温下， c(P)/c(Fe)=0.1， c(NaClO3)/c(Fe2+)=0.15，得到的聚合氯化铁主要指标满足国家推荐标准，制得聚合氯化铁；
　　（5）根据试验，设计了一整套酸洗废液和酸洗污泥综合处理的工艺，并进行了经济可行性分析。估计每年的直接经济收益为0.93万元，间接经济收益即节省处理费用为9.6万元，总计10.53万元。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 金属表面酸洗废液处理现状

1.3 酸洗污泥的处理现状

1.4 混凝剂的种类及应用

1.5 研究内容

第2章 试验材料与研究方法

2.1 试验材料和仪器

2.2 试验方案

2.3 试验检测方法

第3章 酸洗废液制备聚合氯化铁

3.1 引言

3.2 蒸馏回收盐酸试验

3.3 聚合氯化铁混凝剂制备试验

3.4 印染废水混凝试验

3.5本章小结

第4章 酸洗污泥的综合利用

4.1 引言

4.2 盐酸废液酸浸酸洗污泥试验

4.3 聚合氯化铁混凝剂制备试验

4.4 印染废水混凝试验

4.5 本章小节

第5章 工艺设计方案及工程经济可行性分析

5.1 引言

5.2 工艺设计

5.3 工程经济可行性分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢