酸碱废水处理设计(design of acid or alkaline waste water treatment)

酸碱废水是一种有害的废水，如不加处理直接排入排水管道或水体，会使管道及地下构筑物遭到破坏，污染水体。因此，必须经过处理，达到国家或地方规定的排放标准后才能排放。

废水来源与特性   冶金厂的酸性废水主要来自轧钢和金属制品车间酸洗线。另外，化验设施、除盐水站等也均有少量酸性废水排出。酸性废水一般分为两类，一类为高浓度废液，如轧钢酸洗槽的钢材酸洗废液，主要成分为游离酸(硫酸、盐酸)和铁盐，同时常含有其他少量的金属盐类、酸洗添加剂(硫酸酸洗时)、固体悬浮杂质等。对此类废液，一般都回收利用(见硫酸酸洗废液处理设计、盐酸酸洗废液处理设计、硝酸与氢氟酸混合酸酸洗废液处理设计)，只有在数量小或回收不经济时，才进行处理达标后排放。另一类为低浓度废水，如钢材酸洗过程的漂洗及清洗排水和酸雾净化器排水，当采用硫酸酸洗时，废水一般含硫酸0.2％～0.4％，含硫酸亚铁0.2％～0.5％。化验室、除盐水站等排水一般为单纯性酸性及碱性废水。碱性废水主要来自钢材碱洗排水，pH值一般大于9。

处理方法   酸碱废水一般均采用中和法处理。冶金厂的碱性废水量一般均较小，且大多来源于同时有酸性废水排出的轧钢车间和除盐水站，常采用直接排入酸性废水系统内相互中和的方法，混合后的余酸则进一步用碱性物质中和。酸性废水常用的中和处理方法有：酸碱废水相互中和法、过滤中和法、投药中和法等，根据废水水质情况进行选用。

酸碱废水相互中和法   废水按一定的酸碱当量关系进行中和反应，当酸碱废水量和浓度波动较大或酸碱当量不平衡时，设调节池均化或加中和剂进行补充中和处理。

过滤中和法   酸性废水通过石灰石、白云石等碱性滤料层，使废水与中和剂充分接触进行中和反应，适用于处理较洁净的单纯酸性废水，中和后的出水含有CO₂，pH值一般为4～5，达不到排放标准，需进行曝气以除去CO₂提高pH值，当废水含悬浮杂质较多时，在过滤中和前要经过沉淀预处理。过滤中和法一般有普通过滤中和法、升流式膨胀过滤中和法、滚筒过滤中和法等，适用条件见表。

投药中和法   适于处理含杂质多，浓度高和废水中含重金属的各类酸性废水，对水质水量的波动适应性较强。中和剂一般采用石灰、电石渣、碳酸钠或氢氧化钠等。石灰来源广泛，价格低廉，采用较多。

投药中和法对化学成分不同的含酸废水，采用不同的处理工艺流程。例如，对于单纯含酸的废水，只需使废水成为中性即可，而对于轧钢钢材酸洗的清洗水，不但要使废水成为中性，而且要除去水中溶解的铁及重金属离子。轧钢含酸废水投药中和法处理的典型工艺流程如图：

酸性废水在和碱性药剂石灰乳溶液进行中和反应时，废水中的游离酸被中和生成钙盐(如CaSO₄)，亚铁盐(FeSO₄、FeCl₂等)被中和生成氢氧化亚铁。再通过向中和槽中通入空气进行曝气充氧，使氢氧化亚铁[Fe(OH)₂]氧化生成体积小、利于沉淀脱水的氢氧化铁[Fe(OH)₃]。经中和后的废水，投加絮凝剂进入沉淀池，澄清水在排放前调节pH值至中性范围，或根据需要作进一步回用处理。对沉淀污泥进行浓缩、脱水处理(见污泥处理设施设计)。当废水含二价铁盐较多或同时含有重金属离子时，可采用二次(或三次)中和曝气方式，并通过调节控制pH值，将重金属离子除去。

设施组成   (1)投药中和法一般包括废水调节池(其容积一般为贮存2～3h废水量)、药剂制备与自控投配设施、设机械搅拌装置的中和反应槽、混凝一沉淀池、污泥浓缩与泥渣脱水设施等。(2)过滤中和法一般包括调节池、过滤中和池(或过滤中和–曝气塔)、集水池和相应的耐酸泵等。(3)酸碱废水相互中和法使用调节池、中和池、酸碱中和剂补充处理装置等。对处理建筑物、构筑物、设备、管道及配件和有关仪表等均需要考虑防腐蚀措施。