陳竹青

(銅陵化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司，安徽銅陵244000)

用硫鐵礦制酸時硫鐵礦中含有重金屬砷，某公司生產(chǎn)硫酸使用的硫鐵礦一般w(As)為0.1%左右，經(jīng)凈化洗滌后污酸中ρ(As)最大約為1 050 mg/L，如果這部分砷不除掉，不能滿足環(huán)保要求且給污水處理和后序使用帶來不便。

現(xiàn)以某公司為例，介紹將污酸中砷去除后稀酸供化肥廠使用的生產(chǎn)實(shí)踐。

1 污酸來源

該公司現(xiàn)有3套系統(tǒng)200 kt/a硫鐵礦制酸裝置，一、二系統(tǒng)凈化采用空塔+填料塔+電除霧器流程，三系統(tǒng)凈化采用動力波洗滌器+填料塔+電除霧器流程，污酸排出量為6 m3/h。原來這部分污酸直接進(jìn)污水處理站用石灰中和，產(chǎn)生大量中和渣，也造成資源浪費(fèi)，現(xiàn)將其處理達(dá)標(biāo)后供化肥廠使用。脫砷前和脫砷后污酸需達(dá)到的指標(biāo)見表1。

表1 脫砷前后污酸的指標(biāo)

2 污酸處理工藝流程

將每套系統(tǒng)污酸總循環(huán)量的10%經(jīng)斜板沉降器沉降，沉降后的污泥排入沉淀池，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾后濾餅返回沸騰爐燃燒或摻入礦渣混合外銷；污酸清液一部分補(bǔ)充冷卻塔，另一部分自流至沉淀池，經(jīng)脫砷裝置脫砷后進(jìn)入稀酸儲槽供化肥廠使用。污酸處理工藝流程見圖1。

圖1 污酸處理工藝流程

3 脫砷裝置

3.1 設(shè)計規(guī)模

工程設(shè)計規(guī)模為15 m3/h，凈化污酸中ρ(As)最高1 200 mg/L，一般為700 mg/L。

3.2 工藝原理

采用硫化法脫砷。硫化法是將三價砷轉(zhuǎn)化為極難溶的三硫化二砷（As2S3）而被去除。化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

1）脫砷反應(yīng)：

2）堿液吸收：

3）污水中和：

3.3 工藝流程

脫砷裝置工藝流程見圖2。

圖2 脫砷裝置工藝流程

1）污酸處理工藝：含砷污酸由廠區(qū)管道收集進(jìn)入原有稀酸池暫時儲存，稀酸池污酸由污酸提升泵提升至兩級硫化處理系統(tǒng)。先進(jìn)入一級硫化處理系統(tǒng)，污酸經(jīng)泵提升至1#混合反應(yīng)池，調(diào)節(jié)pH值，投加硫化鈉、PAM后進(jìn)入1#沉淀池；沉淀后出水自流進(jìn)入二級硫化處理系統(tǒng)，廢水自1#沉淀池出水槽自流進(jìn)入2#混合反應(yīng)池，調(diào)節(jié)pH值并投加硫化鈉、聚丙烯酸銨(PAM)，充分反應(yīng)后進(jìn)入2#沉淀池，沉淀后進(jìn)入清水池內(nèi)暫時儲存，并回用于車間生產(chǎn)或深度處理。

2）廢氣處理工藝：1#混合反應(yīng)池及2#混合反應(yīng)池在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體收集后進(jìn)入堿液吸收裝置，凈化后的氣體通過管道輸送至原污水處理系統(tǒng)，作為廢水站攪拌空氣用。

3）污泥處理工藝：1#沉淀池及2#沉淀池產(chǎn)生的污泥排入污泥濃縮池，污泥經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾干化后定期外運(yùn)處置（交由有資質(zhì)單位處理），污泥濃縮池上清液及壓濾液排至稀酸池。

3.4 主要設(shè)備

主要設(shè)備見表2。

表2 脫砷裝置主要設(shè)備一覽表

續(xù)表2

4 運(yùn)行效果

污酸處理系統(tǒng)試運(yùn)行72 h后檢測結(jié)果見表3。

從表3可以看出：3組污酸砷去除率分別為95.17%，97.43%，92.40%，平均為95.00%，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，不會對稀酸的后序回用或處理產(chǎn)生影響，符合環(huán)保要求。現(xiàn)處理的稀酸已供化肥廠連續(xù)使用。

表3 脫砷前后稀酸檢測相關(guān)數(shù)據(jù)表

5 污酸處理效益

污酸處理系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用主要是藥劑硫化鈉、PAM和氫氧化鈉的費(fèi)用，合計約18.5 元/t，如果污酸直接進(jìn)入污水處理站用石灰中和，石灰和處置中和渣費(fèi)用為43元/t。采用硫化鈉脫砷法生產(chǎn)的稀酸循環(huán)利用將減少成本24.5元/t，污酸按6 t/h，年8 000 h計算，將節(jié)約成本117.6萬元/a。

6 結(jié)語

采用硫化鈉脫砷法對制酸裝置產(chǎn)生的污酸進(jìn)行處理，稀酸中ρ(As)降為平均25.0 mg/L，砷去除率最高可達(dá)97%以上，平均95%左右,達(dá)到了環(huán)保要求，提高了凈化稀酸的品質(zhì)，降低了污酸處理成本。處理后的污酸能夠滿足化肥廠的使用要求，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)。