某汽车配件厂酸洗废水处理实例
吉林某汽车标准配件厂每年加工汽车用零部件而产生酸洗废水6000m3，富含H2SO4及FeSO4，碱中和后排入外环境，造成了严重的环境污染，同时浪费了大量的宝贵资源。对于钢铁企业酸洗废水处理，相关资料曾有原理性的报道，但无典型具体的可行性的工艺条件。针对该厂酸洗废水的具体情况，经过一段时间的实验研究，确定了其相应的处理工艺技术条件和工艺流程，并提出了相应的工业设计方案。
钢铁加工生产厂酸洗废水的处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。该厂酸洗废水pH低、FeSO4浓度高，如果采用中和法，则中和药剂用量和渣量大，需用大量水稀释，场地和设备投资高，二次污染严重;而且中和法需对酸洗废水进行曝气氧化，而高浓度的FeSO4对曝气氧化过程不利，因此该厂酸洗废水不适合用中和法处理。
目前，回收法主要有真空浓缩冷冻结晶法(减压蒸发冷冻结晶法)、自然结晶-扩散渗析法、聚合硫酸铁法、加铁屑生产硫酸亚铁和加酸冷冻结晶法(无蒸发冷冻结晶法)等5种方法。处理量较大的企业通常采用前4种方法，酸洗废水量少及FeSO4浓度高的则应选择工艺流程简单、投资较少、回用率较高的加酸冷冻结晶法。
工艺流程
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设计计算
(1)在冷却沉降池中加H2SO4，使H2SO4质量分数升高到40%左右，降低FeSO4溶解度。此过程为自然冷却过程，根据实际水量设定冷却时间为24h。
冷却沉降池出口温度为30℃，按原水酸度和目标酸度计算出加酸量为5m3，所以要求设计冷却沉降池总体积为30m3，池内设折流隔墙，间距设为1.0m，长为4.0m，宽取3.0m，根据实际水高及保护高度，冷却沉降池高度设为2.5m。
(2)通过结晶釜夹套中盐水介质的冷却作用，使结晶釜内的酸洗废水冷却至5℃左右，使FeSO4达到最大饱和度形成结晶，结晶釜内设有搅拌器对结晶混合液进行搅拌，使温度均衡。每批分4次对酸洗废水进行冷却，每次制冷量为5.19×104kJ，需加入3.68m3的制冷剂进行冷却。每次需要通入结晶釜的废酸液为18.7m3，需要4台容积为5000L的结晶釜，选定FK200型搪玻璃反应罐。
(3)结晶后的混合液在离心机里进行固液分离，分离出FeSO4·7H2O晶体和酸液。晶体量为6.95t/d，每天分3次处理，每次大约处理3t，所以采用三足式离心机SS-Φ1250两台。
(4)母液池中对分离出的酸液加水稀释到25%左右回用，加水量为4m3，酸液为16m3/d，则设计母液池有效容积为20m3。
经此工艺处理过的回用酸液中FeSO4的质量分数小于6%，不会影响酸洗的效果。
系统构筑物(设备)规格及投资概算
冷冻结晶法处理及回用钢材酸洗废水生产工艺系统的主要构筑物、设备规格及投资概算见表2。
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回用酸液设计要求
经过上述处理系统后，回用的酸液水质设计要求见表3，可以达到钢材酸洗用酸的基本需求，在实现回用生产的同时，实现酸洗废水的零排放。
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经济核算
每年按300d计。
中和法处理酸洗废水造成的经济损失核算
(1)H2SO4损失:H2SO4密度为1.139×103kg/m3，则20m3/d×(1.139×103)kg/m3×8%=1.82t/d。
(2)H2SO4回收价值:H2SO4单价为400元/t，则400元/t×1.82t/d×300d/a=218400元/a。
(3)Na2CO3费用:Na2CO3单价为1480元/t，中和酸洗废水消耗Na2CO32.1t/d，则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未回收资源损失费用:FeSO4·7H2O单价为150元/t，则150元/t×6.95t/d×300d/a=312750元/a。
(6)资金流失数:218400+932400+312750=1463550元/a。
3.2 冷冻结晶工艺运行费用核算
(1)电费:101kW×12h/d×300d/a×0.5元/(kW·h)=181800元/a。
(2)水费:6m3/d×300d/a×2元/m3=3600元/a。
(3)设备维修费(包括构筑物的防腐等):50000元/a。
(4)工资(6人/班，两班制):8000元/(人·a)×12人=96000元/a。
(5)费用合计:181800+3600+50000+96000=331400元/a。
3.3 纯经济效益
纯经济效益:1463550-331400=1132150元/a。投资86.0万元，工程投产后1年内可全部回收并有盈利。
结 论
采用本方案设计，以不同温度及酸度条件下FeSO4的溶解度为理论依据，对现有酸洗废水处理工艺进行改造后，酸洗过程中产生的废酸液直接进行冷冻结晶，分离出废酸液中的FeSO4，得副产品FeSO4·7H2O，可用于铁氧红、聚铁净水剂生产;分离出Fe2+后的母液作为酸洗液回用到酸洗槽，处理过程中无废水排放，同时也节约了Na2CO3的消耗。同时，通过经济核算得知，项目运行当年即可收回成本并有盈余约27万元。连续运行具有明显的经济效益、环境效益和社会效益。
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