江苏省废无机酸的产生及处置现状

朱 成，涂 勇，朱化军，左 武，崔灵丰（江苏省环境科学研究院，江苏省环境工程重点实验室，南京 210036）

江苏省废无机酸的产生及处置现状

朱 成，涂 勇，朱化军，左 武，崔灵丰
（江苏省环境科学研究院，江苏省环境工程重点实验室，南京 210036）

江苏省废无机酸的产生总量大，且逐年增加。废无机酸具有腐蚀性、毒性、不稳定性等危险特性，如不进行合理处置便排入环境中，危害极大。江苏省废无机酸的产量与城市区域分布、产业布局有着密切的关系。废无机酸处置及利用企业与废无机酸的产生情况有较密切的关联。针对不同特性的废无机酸，适合采用不同的处置或利用工艺。废无机酸作为危险废物可采用中和法实现无害化处置或采用浓缩回收法等工艺进行资源化利用。

废无机酸；产生；处置；江苏省

1　引言

废无机酸特指2008年颁布的国家危险废物名录“HW34废酸”中所列的各类废无机酸［1］，主要包括无机酸生产过程中产生的废酸液以及利用无机酸进行原料及产品的酸洗、钝化、剥离等表面处理产生的废酸液。

废无机酸究其自身性质而言，与其它固体废弃物有着明显的区别，属于危险废弃物。首先，废无机酸具有腐蚀性大、毒性大、易积累、不稳定、热值低、易流失等特点，且废无机酸多含有重金属，如不加以妥善处理，直接排入环境，将引起严重的二次污染［2、3］；其次，废无机酸中剩余的无机酸及其中的金属元素，具有一定的经济价值，是一种廉价的二次可再生资源。

2　江苏省废无机酸产生情况分析

根据江苏省污染源普查数据和重点企业现场调研数据统计分析，2013年江苏省废无机酸的产生总量约45万吨，其处置量约11.3万吨，贮存量约为30吨。

2.1区域分布情况

从区域分布来看，南通市的废无机酸的产生量最大，约17.8万吨，占全省废无机酸产生总量的39.64%；其次为江阴市、无锡市和南京市，其废无机酸产量分别为12.5万吨、4.6万吨和3.2万吨，分别占全省废无机酸产量的27.89%、10.27%和7.11%；而宿迁、徐三州和盐城五市的废无机酸产量最少，年产生量均不足100吨，三个地区的总产生量还不足全省总量的1%。江苏省2013年危险废物废无机酸产生量的区域分布如图1所示。

图1　江苏省废无机酸产生的区域分布图

2.2 行业分布情况

废无机酸的行业分布特点与该区域内部的工业行业结构有密切关系。根据调研统计，2013年江苏省产废无机酸的企业共有359个，其中年产量在100吨以上的有152家，占总企业的42.34%。主要以化工行业、金属加工业、金属制品业为主。

（1）全省概况

根据统计数据分析，按照废无机酸产生量大小排名，江苏省废无机酸主要来自于化工行业，其年产生量约30.8万吨，占总量的68.51%，其次为金属加工业、金属制品业和电子设备制造业，分别为总量的14.64%、7.15%和3.49%。全省各行业废无机酸产生情况如图2所示。

图2　江苏省不同行业废无机酸产生情况

（2）区域差异

1）根据统计数据分析，南通市废无机酸的产生总量约17.8万吨，其中90.09%都是化工行业，其他的来自于专用设备制造业、电子设备制造业和金属制品业，各占总量的4.98%、2.71%和2.14%。南通市各行业废无机酸产生情况如图3所示。

图3　南通市废无机酸产生行业分布情况

2） 江阴市废无机酸年产生总量约12.5万吨，其产生行业为化工行业、金属制品业、金属加工业和电气机械制造业4个行业，分别占总量的72.55%、17.16%、 10.23%和0.06%（见图4）。

图4　江阴市废无机酸产生行业分布情况

2.3重点产生源

根据废无机酸的产生量，筛选出年产量在100吨以上的重点工业企业152家，重点产生源中产生量较大的主要以化工行业、金属加工业、金属制品业等行业的工业企业居多。

图5给出的是重点企业及所有企业废无机酸产生情况，152家重点企业2013年废无机酸产生量为44.4554万吨，占整个江苏省总量的98.86%，处置量为总量的99.93%，贮存量为96.98%。

图5　重点企业以及所有企业废无机酸产生情况

图6给出的南通市危险废物重点企业的区域分布情况，152家重点源产生企业主要集中在无锡市、江阴市、常州市、南通市等11个地区，其中无锡市和江阴市年产废无机酸100吨以上企业分别有44家和30家，占江苏省重点企业的28.95%和19.74%。

图6　江苏省各地区危险废物产生重点企业数量

图7　江苏省废无机酸产生重点企业行业分布

图7给出的是江苏省废无机酸产生重点企业行业分布，整个江苏省废无机酸重点产生企业主要以化工行业为主，占69.21%，其次为金属加工业、金属制品业和电子设备制造业，分别为14.46%、6.76%和3.39%。

3　江苏省废无机酸处置利用情况

3.1处置现状及区域分布

根据数据统计，2013年江苏省仅有7个地区对废无机酸进行了处置，总处置量约11.3万吨，其中江阴市的处置量最大为8.8万吨，占全省总处置量的77.80%，而淮安、南通、常州和镇江四市的处置量很小，仅为全省总量的0.64%。江苏省2013年废无机酸处置量的区域分布如图8所示。

图8　江苏省废无机酸处置量的区域分布

3.2处置工艺分析

废无机酸是工业生产中常见的末端产物，属于危险废物。近年来，随着环境污染事故频繁发生，生态环境污染问题也越来越突出［4］，因此，关于废无机酸的处置和回收利用工艺也备受关注。根据统计，江苏省内目前废无机酸处置和回收利用工艺主要包括：中和法处置工艺、浓缩回收工艺、工艺替代酸工艺，其中：中和法处置工艺属于末端无害化处置工艺，浓缩回收工艺和工艺替代酸工艺属于资源化利用工艺［5、6］。三种工艺路线原理各不相同，适用于不同类型的物料。

3.3中和法处置工艺

中和法处置工艺是利用化学酸碱中和的原理将废无机酸转化成可溶性无机盐或难溶性无机盐沉淀，并配以适当的后续处置工艺从而实现废无机酸无害化处置的目的。中和法处置工艺是较常见的废无机酸无害化处置工艺之一。中和法处置工艺常用于一些组分复杂或物料中含多种无机酸根，难以对其分离提纯和进行资源化再利用的废无机酸类物料。中和沉淀法广泛应用于各经营废酸类危险废物的处置企业。

3.4浓缩回收工艺

浓缩回收工艺是通过改变含废无机酸物料的温度，使其中的有机物进行氧化或者结合，最终形成胶状物或者悬浮物，再将这部分物质进行滤除，进而实现去除杂质的目的［7］。

目前对废酸处置常用的工艺包括加热蒸发冷凝回收工艺以及膜浓缩回收工艺［8］。加热蒸发冷凝回收工艺［9］是通过对待处理物料进行多级加热到目标温度段使得物料中标靶酸及水实现蒸发，再根据不同温度段采用不同的冷却方式从而回收冷凝下来的成品酸，此工艺可用于回收废盐酸和废硫酸。膜浓缩回收工艺是采用管道、膜等方式多级过滤将特定废酸中的杂质等其他组分滤除从而得到不同等级的成品酸。

采用浓缩回收工艺对于处理物料组分、浓度以及标靶酸的特性均有特定的要求，因此，处理对象存在较大局限性，在目前工程中应用较少。

3.5工艺替代酸工艺

根据对江苏省涉及废无机酸处置企业的调研，目前采用工艺替代酸工艺的生产线主要分为两种路线，一种是针对含废硫酸，替代方式是将特定的废硫酸直接替代原材料硫酸投入到企业生产线中，在实现处置的同时实现了资源化再利用。此工艺主要是将浓度和组分均满足生产企业需求的废硫酸直接或经调配后投入到企业生产线中作为生产原材料使用。目前此工艺仅用于磷肥生产企业。另外一种是利用特定废盐酸或废硫酸作为辅助原料，生产氯化铁、聚氯化铝和聚合硫酸铁等再生水处理剂产品。

根据调研数据，利用废无机酸生产水处理产品主要包括以下几种：

（1）利用废盐酸生产聚氯化铝及氯化铁

此工艺主要是利用大部分废盐酸中含有的盐酸和Fe3+。根据废盐酸中Cl-和Fe3+离子浓度确定其利用方向，可用于生产聚氯化铝或氯化铁。

（2）利用废硫酸生产聚合硫酸铁

此工艺利用废硫酸中含有SO42-和Fe3+，通过添加硫酸亚铁和硫酸以及其他辅助氧化剂，经一系列反应处理环节从而生产出聚合硫酸铁。

（3）利用废盐酸生产聚合氯化铝

此工艺利用废盐酸与铝酸钙药剂混合，并通入蒸汽加热反应，控制合适的反应温度生产聚合氯化铝。

采用废酸作为替代酸生产的水处理剂需达到国家相关产品标准要求方可进入下游企业的生产线中，并持续做好产品跟踪监督工作。

4　结论

通过对江苏省废无机酸产生情况的调研发现，从区域分布来说，废无机酸产生主要分布在南通市、江阴市、无锡市；从行业贡献来说，废无机酸产生量最大的是化工行业，其次为金属加工行业。

江苏省废无机酸处置利用区域分布不均匀，主要集中在江阴市和南京市。目前，江苏省对危险废物计算处置利用大致可分为3类：中和法处置工艺、浓缩回收工艺、工艺替代酸工艺，其中，中和法处置工艺属于末端无害化处置方向，浓缩回收工艺和工艺替代酸工艺属于资源化利用方向。应用较广泛的为中和法处置工艺和工艺替代酸工艺，浓缩回收工艺应用相对较少。

［1］ 国家危险废物名录（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］ 刘建兴，王青，孙鹏，等.中国有色金属行业的生态占用研究［J］.资源科学，2007（1）：155-159.

［4］ 地里阿拉.卡哈尔、孜克如拉.艾海提.化工生产中废酸、废水的处理技术研究［J］.化工管理，2015（11）.

［5］ 卢旭晓.废酸的资源化处理与应用探讨［J］.环境保护与循环经济，2015（8）：23-25.

［6］ 王建伟，任秀莲，魏琦峰，等.钛白废酸的综合利用研究现状及展望［J］.无机盐工业，2009（9）：4-7.

［7］ 代雨滨，王景慧.化工生产中废酸、废水的处理技术［J］.化工时刊，2014，28 （2）：44-46.

［8］ 任建新.膜分离技术及其应用［M］.北京：化学工业出版社，2003：253-256.

［9］ 付伟.外循环减压蒸发工艺回收废酸技术与应用［J］.环境污染与防治，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

江苏省环境保护厅科研基金资助项目（2014028）。