1 引言

1.1 含酸廢水處理的現狀鹽酸是一種常用的化工產品，廣泛用于鋼鐵、電鍍和鋼鐵結構件的酸洗生產。同時，也用于化工、稀土生產過程中。一條年產45萬噸冷軋鋼板的酸洗機組，每年需要用鹽酸2萬噸左右，產生的含鹽酸廢液（約5%鹽酸，10%～12%氯化亞鐵）也將近2萬噸/年。在化工生中，比如染料和農藥，每年產生的含鹽酸廢水則無法統計。可以想象，如果不采取措施對這些廢水、廢酸液進行處理，那么對環境的污染、破壞和資源的浪費是十分驚人的。現在搞好廢水、廢酸液的治理，實際上關系著每個生產企業的效益與生存命運。目前，處理鹽酸廢水、廢鹽酸的方法有三種：焙燒法，萃取法和蒸發法。焙燒法主要從國外引進，適合鋼鐵酸洗行業產生的廢鹽酸處理，回收鹽酸較多，但是，卻存在二次污染，投資大，需要消耗高能燃料，技術難度大，設備體積大，管理、維修困難等缺點。萃取法是使用有機相組成的萃取液進行逆流萃取，而萃取相循環使用的方法。投資仍然較高，操作也不方便，不太適用。而蒸發法主要消耗蒸汽，對含鹽酸廢水（廢鹽酸）進行加熱蒸發，獲得鹽酸和濃縮液相。優點是投資低，操作方便。但是，就一般的蒸發工藝來講，卻存在著回收得到是濃度較低的稀鹽酸，并且往往由于回收鹽酸濃度太低而無法直接使用。另外，由于設備腐蝕嚴重，一般來講，設備運行不超過3個月。

綜上所述，鑒于目前含酸廢水、廢酸液治理的嚴峻形勢，開發新型、先進的含酸廢水、廢酸液工藝與設備勢在必行，對加強我國的環境保護具有重要的意義。

1.2板框壓濾機的工作原理板框壓濾機由交替排列的濾板和濾框構成一組濾室。濾板的表面有溝槽，其凸出部位用以支撐濾布。濾框和濾板的邊角上有通孔，組裝后構成完整的通道，能通入懸浮液、洗滌水和引出濾液。板、框兩側各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊板框。板框之間的濾布起密封墊片的作用。由供料泵將懸浮液壓入濾室，在濾布上形成濾渣，直至充滿濾室。濾液穿過濾布并沿濾板溝槽流至板框邊角通道，集中排出。過濾完畢，可通入清洗滌水洗滌濾渣。洗滌后，有時還通入壓縮空氣，除去剩余的洗滌液。隨后打開壓濾機卸除濾渣，清洗濾布，重新壓緊板、框，開始下一工作循環。板框壓濾機對于濾渣壓縮性大或近于不可壓縮的懸浮液都能適用。適合的懸浮液的固體顆粒濃度一般為10%以下，操作壓力一般為0.3～1.6MPa，特殊的可達3MPa或更高。過濾面積可以隨所用的板框數目增減。板框通常為正方形，濾框的內邊長為320～2000mm，框厚為16～80mm，過濾面積為1～1200m2。板與框用手動螺旋、電動螺旋和液壓等方式壓緊。板和框用木材、鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、聚丙烯和橡膠等材料制造。

1.3 板框壓濾機在廢水處理、環保領域中的應用壓濾機對于濾渣壓縮性大或近于不可壓縮的懸浮液都能適用。適合的懸浮液的固體顆粒濃度一般為10%以下。隨著中國社會的不斷發展，對環境要求越來越高，對于處境的處理越來越機械化、自動化，壓濾機這樣的性能優越的環保設備必將在環保行業中發揮著越來越重要的作用。壓濾機是一種很好實現固液分離的機械設備，在環保、廢水處理領域，過濾機可以減少水資源的污染，也可以促使水資源循環使用，對水資源的凈化和再生水的循環發揮著不可磨滅的作用。

1.4 絮凝的原理及水處理中的應用絮凝沉降（或浮上）進行固液分離的方法是目前水處理技術中重要的分離方法之一，采用水溶液高聚物為絮凝劑來處理工業廢水、生活廢水、工業給水、循環冷卻水、民用水時，具有促進水質澄清，加快沉降污泥的過濾速度，減少泥渣數量和濾餅便于處置等優點。絮凝劑按化學成分的不同，分為無機絮凝劑、有機絮凝劑[1]。絮凝劑的絮凝原理可分為化學絮凝和物理絮凝兩種。前者假設粒子以明確的化學結構凝集，并由于彼此的化學反應造成膠質粒子的不穩定狀態。后者則是由于存在雙電層及某些物理因素，當加入與膠體粒子具有不同電性的離子溶液時，會發生凝結作用。當發生凝結作用時，膠體粒子必失去穩定作用或發生電性中和，不穩定的膠體粒子再互相碰撞而形成較大的顆粒。當加入絮凝劑時，它會離子化，并與離子表面形成價鍵。為克服離子彼此間的排斥力，絮凝劑會由于攪拌及布朗運動而使得粒子間產生碰撞，當粒子逐漸接近時，氫鍵及范德華力促使粒子結成更大的顆粒。碰撞一旦開始，粒子便經由不同的物理化學作用而始凝集，較大顆粒粒子從水中分離而沉降。無機高分子絮凝劑是一類新的水處理劑，它與傳統的絮凝劑比較效能更優異，且比有機高分子絮凝劑價格低廉，而被廣泛用于給水、工業廢水以及城市污水的各種流程，逐漸成為主流絮凝劑。無機高分子絮凝劑能強烈吸引膠體微粒，通過黏附、架橋和交聯作用，促進膠體凝聚，同時還發生物理化學變化，中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，降低了電位，從而使膠體離子發生互相吸引作用，破壞了膠團的穩定性。促進膠體微粒碰撞，形成了絮狀沉淀。無機高分子絮凝劑既有吸附脫穩作用，又可發揮橋聯和卷掃絮凝作用。有機絮凝劑主要依靠架橋作用使粒子沉降，故又把有機絮凝劑叫做絮凝劑或助凝劑。有機聚合物，也稱為聚電解質，相對電子量由數個至1000萬以上不等，它含有帶電的官能基或中性的官能基，能溶于水中而具有電解質的行為。有機物可分為三類：合成有機高分子絮凝劑、天然有機高分子改性絮凝劑、微生物絮凝劑。聚丙烯酰胺是一種線性的水溶性聚合物，是水溶性聚合物中應用最為廣泛的品種之一。它是由丙烯酰胺聚合而成，因此在其分子的主鏈上帶有大量的側基-酰胺基。酰胺基的化學活性很大，可以和多種化合物反應而產生許多聚丙烯酰胺的衍生物。酰胺基的獨特之處還在于它能與多種氫鍵的化合物結合。這樣，聚丙烯酰胺不僅具有一系列衍生物，而且具有多種寶貴的性能，如絮凝、增粘（稠）性、表面活性。

1.5 絮凝效果的影響因素PAC對原水pH值應用范圍比較寬，但也有一定的限制，經過實驗檢測及實際應用發現，如果污水pH值過低，配位水解反應困難，使用聚合氯化鋁鐵絮凝效果就會較差。隨著原水pH值增大，CODcr去除率明顯提高，當原水pH值為6～8的范圍之內，絮凝效果最佳，在pH值等于7時，CODcr去除率出現最高值，達到85%以上，當pH值超過8后，CODcr去除率反而迅速降低。這是因為當pH值較小時，PAC易與H形成絡合物或者硫酸鋁等物質，當pH值較大時，易與OH-形成氫氧化鋁等物質，使得其不易與污染物結合，阻礙了絮凝反應的順利進行，極大地降低了處理效率。雖然PAC適應pH值較寬，但在水質pH值呈中性時水處理效果最好。

2板框壓濾機在含酸廢水處理工藝中的新應用

2.1 原含酸廢水處理工藝流程含酸廢水處理工藝流程如今下：含酸廢水→含酸調節池→曝氣中和池→混凝池→澄清池→中間水池→最終排放池。其中曝氣中和池將水中Fe2+氧化為Fe3+，提供架橋反應電荷，混凝池中投加無機高分子絮凝劑，通過螯合反應將水中小分子絮核絮凝為大分子絮核，在澄清池中進行幅流沉降，去除水中顆粒物，達到降低濁度及COD的目的。

2.2 現階段含酸廢水處理工藝中存在的問題現階段含酸廢水處理存在的主要問題為廢水來水的水質波動較大，包括pH值不穩定（2～4），鐵離子含量無規則波動（2～30g/L）。由于絮凝劑的絮凝效果影響因素為pH值及Fe3+含量，水質的較大波動極易造成絮凝不完全，沉降時間延長，澄清池中絮團不能完全沉降，部分絮團隨澄清池中上清液一同進入最終排放池，增加出水的濁度及COD，存在重大的環保隱患。

2.3板框壓濾機的新應用針對含酸廢水來水水質復雜，波動較大，致使絮凝效果極不穩定，極易造成環保事故的現狀，遂提出如下工藝改進方案，充分發揮板框壓濾機工作能力。改進后含酸廢水處理工藝方案：含酸廢水→含酸調節池→曝氣中和池→混凝池→澄清池→板框壓濾機→最終排放池。此方案中弱化澄清池功能，由沉降出水池變為廢水中和絮凝后的儲水池，澄清池中的廢水通過板框壓濾機進行二次擠壓過濾進入最終排放池外排。

3 工藝改進效果分析

（1）徹底解除絮凝效果對含酸廢水處理工藝的制約。經長期觀測，因含酸廢水的pH值波動，絮凝后的絮團粒徑約為1～5mm；3～5mm粒徑絮團沉降時間較短，易沉降，1～2mm粒徑絮團沉降時間較長，不易沉降，懸浮于水中，極易隨清水流淌排出。板框壓濾機濾布過濾孔徑為37mm，能夠實現對所有粒徑的絮團進行過濾。避免絮團因pH值波動造成粒徑過小不沉降懸浮于水中直接外排導致環保事故。

（2）外排出水指標得以保障。含酸廢水處理后外排主要觀測兩個排放指標：pH值、濁度、COD；工藝改進后，板框壓濾機對水中顆粒物的過濾效率可達到99%以上，有效地降低外排水濁度。外排水中COD的產生因素為水中不飽和的Fe2+進一步被氧化失去電子變為Fe3+，通過曝氣中和工藝將廢水中Fe2+氧化成為Fe3+，Fe3+通過架橋及螯合反應形成絮團被板框壓濾機過濾攔截，可使排水COD下降至30以下。

（3）保障工藝連續穩定運行；板框壓濾機峰值過濾流量為35m3/h，均值過濾流量為25m3/h，含酸廢水來水量均值為20m3/h，完全可滿足工藝連續穩定運行。4結論通過對含酸廢水處理工藝的改進，消減澄清池沉降溢流功能，充分利用板框壓濾機的過濾能力，能夠有效的解除絮凝效果對含酸廢水處理工藝的制約，保證外排水指標符合國家污水排放標準，并能保證工藝的連續穩定運行。

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