酸洗废水处理工艺设计研究

侯海锋 卜安全 刘宏斌

摘 要：以某金属厂酸洗废水为研究对象，针对废水的水质、水量特点，采用中和-混凝沉淀-过滤的处理工艺，工艺简单，处理效果好，运行稳定。处理后废水出水水质符合《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》（DB61/224-2011）的一级排放标准。

关键词：钛；钛合金；酸洗废水；工艺设计

近年来，由于钛及钛合金具有很高的强度和耐腐蚀性，已广泛应用于航空航天、国防军工、石油化工等领域[1-2]。在热加工过程中，钛及其合金表面形成氧化膜，一般采用氢氟酸和硝酸酸洗去除[3]。

钛金属酸洗废水中含有大量的氟离子、钛离子和少量的悬浮物等污染成分，有较强的腐蚀性[4]，直接排入水体，将造成水体的严重污染[5]。针对该金属加工厂酸洗废水的实际情况，介绍了中和-混凝沉淀-过滤工艺处理酸洗废水的设计参数等，为经济、有效地处理酸洗废水提供了新途径。

1 废水水质及来源

某金属加工厂主要生产钛及钛合金材料，其加工工艺主要包括：冷轧、退火、打磨、酸洗等。废水主要来源于酸洗废水，每天排水量为360m3/d左右，设计进水水质及出水标准见表1。

表1 设计进水水质及出水标准

2 废水工艺流程

根据废水水质及处理要求，结合相关工程经验，采用中和-混凝沉淀-过滤法为中体工艺进行处理，工艺流程如图1所示。废水经泵提升至隔油池，除去浮油和表面浮渣后进入中和池，通过投加石灰乳对污水进行中和，沉淀出水自流进入中间水池储存。中间水池的污水经污水提升泵进入介质过滤器过滤后，进入消毒池处理回用。沉淀池及反应池污泥排至污泥浓缩池，经板框压滤机压滤后，泥饼外运，浓缩池上清液废水排至过滤器进行二次处理。

3 主要构筑物及设备设计参数

该废水处理站主要构筑物及设备设计参数见表2。

3.1 隔油池

废水首先进入隔油池，其中的油类污染物得到分离，隔油池前段设置隔栅井，以截流大体积污染物，达到油水分离的作用。

3.2 中和池

废水由泵提升至中和池，加石灰中和，调节pH至8-10的范围，中和池出水流入混凝沉淀池储存沉淀。

3.3 混凝沉淀池

向混凝沉淀池中的废水投加PAC和PAM，提高悬浮物等去除效率，达到混合液的泥水分离。沉淀池内设置生物组合填料，增大水力停留时间，清水自流进入中间水池，沉淀污泥通过污泥泵进入污泥浓缩池处置。

3.4 中间水池

沉淀池出水暂存中间水池，内设提升泵，一部分回用于酸洗补充用水，一部分提升进入过滤器处理。

3.5 多介质过滤器

设计碳钢结构，采用石英砂组成的滤料层，去除沉淀池出水中没有彻底去除的微量悬浮物和离子，出水水质满足回用要求。

3.6 消毒回用池

酸洗废水经消毒杀菌处理后，可用于冲厕、回用及达标排放。

3.7 污泥浓缩池

混凝沉淀池的剩余污泥进入污泥浓缩池，通过浓缩处理后进入机械压滤处理，干泥饼外运处置，上层清液、冲洗水返回过滤器处理。

4 工程运行效果

本废水处理站对各种污染物的去除率见表3。从表3可以看出，处理后，酸洗废水的出水水质均可达到《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》（DB61/224-2011）的一级标准。

表3 工程运行效果

5 效益分析

本污水处理站实际运行费用包括人员费用、电费和药剂费用三部分。

5.1 人员费用

污水处理站配备管理人员3名，每人每月以1200元计，则每吨水人员费用为： 3×1200/（30×360）=0.33元/t。

5.2 电费

水处理设备总运行功率为16.5kw，使用系数：K=0.8，则每日用电量为16.5×24×0.8=316.8kw·h，若单位电费以0.5元/（kw·h）计，运行电费为0.44元/t。

5.3 药剂费用

每吨水消耗聚丙稀酰胺0.001kg，按市场价25000元/t计算，；每吨水消耗聚合氯化铝0.2kg，按市场价1200元/t计算；每吨水消耗石灰0.06kg，按市场价500元/t计算；折合0.30元/t废水。

以上3项总费用为：0.33+0.44+0.30=1.07元/t。

6 结束语

结果表明，采用中和-混凝沉淀-过滤工艺处理酸洗废水，CODCr去除率为79%，SS去除率为77%，氟离子去除率为85%，废水中各污染物指标均可达到《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》（DB61/224-2011）的一级标准。

该处理工艺具有工艺简单、占地面积少、运行效果好等优点，是一种值得推广的工艺。

参考文献

[1]郑锋，程挺宇，张巧云.钛及钛合金的酸洗技术[J].稀有金属与硬质合金，2009，37（3）：26-28.

[2]张巧云.钛、镍特种金属冷轧生产中退火、酸洗工艺研究[J].特钢技术，2009，15（59）：24-27.

[3]曹峻清，余建强，王国兴，等.钛及其合金酸洗废液回收研究[J].稀有金属材料与工程，1998，27（4）：236-239.

[4]李亚峰，谢新立，李辉洋.调节-混凝-沉淀工艺处理小规模酸洗废水[J].工业水处理，2012，32（1）：81-83.

[5]赵文生，张凤君，王凤翔.硫酸酸洗废水处理与回用工艺设计[J].环境污染与防治，2007，29（11）：867-869.

作者简介：侯海锋（1982-），男，硕士，助理工程师。