某汽車配件廠酸洗廢水處理實例
吉林某汽車標準配件廠每年加工汽車用零部件而產生酸洗廢水6000m3，富含H2SO4及FeSO4，堿中和后排入外環境，造成了嚴重的環境污染，同時浪費了大量的寶貴資源。對于鋼鐵企業酸洗廢水處理，相關資料曾有原理性的報道，但無典型具體的可行性的工藝條件。針對該廠酸洗廢水的具體情況，經過一段時間的實驗研究，確定了其相應的處理工藝技術條件和工藝流程，并提出了相應的工業設計方案。
鋼鐵加工生產廠酸洗廢水的處理方法通常有中和法和回收法，pH在2以上的通常采用中和法。該廠酸洗廢水pH低、FeSO4濃度高，如果采用中和法，則中和藥劑用量和渣量大，需用大量水稀釋，場地和設備投資高，二次污染嚴重;而且中和法需對酸洗廢水進行曝氣氧化，而高濃度的FeSO4對曝氣氧化過程不利，因此該廠酸洗廢水不適合用中和法處理。
目前，回收法主要有真空濃縮冷凍結晶法(減壓蒸發冷凍結晶法)、自然結晶-擴散滲析法、聚合硫酸鐵法、加鐵屑生產硫酸亞鐵和加酸冷凍結晶法(無蒸發冷凍結晶法)等5種方法。處理量較大的企業通常采用前4種方法，酸洗廢水量少及FeSO4濃度高的則應選擇工藝流程簡單、投資較少、回用率較高的加酸冷凍結晶法。
工藝流程
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設計計算
(1)在冷卻沉降池中加H2SO4，使H2SO4質量分數升高到40%左右，降低FeSO4溶解度。此過程為自然冷卻過程，根據實際水量設定冷卻時間為24h。
冷卻沉降池出口溫度為30℃，按原水酸度和目標酸度計算出加酸量為5m3，所以要求設計冷卻沉降池總體積為30m3，池內設折流隔墻，間距設為1.0m，長為4.0m，寬取3.0m，根據實際水高及保護高度，冷卻沉降池高度設為2.5m。
(2)通過結晶釜夾套中鹽水介質的冷卻作用，使結晶釜內的酸洗廢水冷卻至5℃左右，使FeSO4達到最大飽和度形成結晶，結晶釜內設有攪拌器對結晶混合液進行攪拌，使溫度均衡。每批分4次對酸洗廢水進行冷卻，每次制冷量為5.19×104kJ，需加入3.68m3的制冷劑進行冷卻。每次需要通入結晶釜的廢酸液為18.7m3，需要4臺容積為5000L的結晶釜，選定FK200型搪玻璃反應罐。
(3)結晶后的混合液在離心機里進行固液分離，分離出FeSO4·7H2O晶體和酸液。晶體量為6.95t/d，每天分3次處理，每次大約處理3t，所以采用三足式離心機SS-Φ1250兩臺。
(4)母液池中對分離出的酸液加水稀釋到25%左右回用，加水量為4m3，酸液為16m3/d，則設計母液池有效容積為20m3。
經此工藝處理過的回用酸液中FeSO4的質量分數小于6%，不會影響酸洗的效果。
系統構筑物(設備)規格及投資概算
冷凍結晶法處理及回用鋼材酸洗廢水生產工藝系統的主要構筑物、設備規格及投資概算見表2。
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回用酸液設計要求
經過上述處理系統后，回用的酸液水質設計要求見表3，可以達到鋼材酸洗用酸的基本需求，在實現回用生產的同時，實現酸洗廢水的零排放。
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經濟核算
每年按300d計。
中和法處理酸洗廢水造成的經濟損失核算
(1)H2SO4損失:H2SO4密度為1.139×103kg/m3，則20m3/d×(1.139×103)kg/m3×8%=1.82t/d。
(2)H2SO4回收價值:H2SO4單價為400元/t，則400元/t×1.82t/d×300d/a=218400元/a。
(3)Na2CO3費用:Na2CO3單價為1480元/t，中和酸洗廢水消耗Na2CO32.1t/d，則1480元/t×2.1t/d×300d/a=932400元/a。
(4)FeSO4·7H2O流失:20t/d×(25%-6%)/152×(152+126)=6.95t/d。
(5)FeSO4·7H2O未回收資源損失費用:FeSO4·7H2O單價為150元/t，則150元/t×6.95t/d×300d/a=312750元/a。
(6)資金流失數:218400+932400+312750=1463550元/a。
3.2 冷凍結晶工藝運行費用核算
(1)電費:101kW×12h/d×300d/a×0.5元/(kW·h)=181800元/a。
(2)水費:6m3/d×300d/a×2元/m3=3600元/a。
(3)設備維修費(包括構筑物的防腐等):50000元/a。
(4)工資(6人/班，兩班制):8000元/(人·a)×12人=96000元/a。
(5)費用合計:181800+3600+50000+96000=331400元/a。
3.3 純經濟效益
純經濟效益:1463550-331400=1132150元/a。投資86.0萬元，工程投產后1年內可全部回收并有盈利。
結 論
采用本方案設計，以不同溫度及酸度條件下FeSO4的溶解度為理論依據，對現有酸洗廢水處理工藝進行改造后，酸洗過程中產生的廢酸液直接進行冷凍結晶，分離出廢酸液中的FeSO4，得副產品FeSO4·7H2O，可用于鐵氧紅、聚鐵凈水劑生產;分離出Fe2+后的母液作為酸洗液回用到酸洗槽，處理過程中無廢水排放，同時也節約了Na2CO3的消耗。同時，通過經濟核算得知，項目運行當年即可收回成本并有盈余約27萬元。連續運行具有明顯的經濟效益、環境效益和社會效益。
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