酸碱废水深度处理工艺方法流程与药剂

酸碱废水是工业生产中常见的污染物，主要来源于化工、冶金、电镀、纺织、造纸等行业，具有强腐蚀性、pH 值偏离中性等特点。其处理需兼顾污染物去除、资源回收及达标排放，以下是常见的处理方法及技术路径：

分类处理：按酸碱性、浓度、污染物成分（如是否含重金属、有机物）分质收集，避免混合后增加处理难度。

资源回收优先：高浓度酸碱废水优先考虑回收利用，降低处理成本并实现资源循环；低浓度废水以中和达标为主。

达标排放：处理后废水 pH 值需符合《污水综合排放标准》（GB 8978）等相关法规要求（通常 pH 6~9）。

1. 酸性废水处理

碱性药剂中和：

常用药剂：石灰（CaO）、氢氧化钠（NaOH）、碳酸钠（Na₂CO₃）、氨水（NH₃・H₂O）等。

适用场景：低浓度酸性废水（如 pH 2~5），成本低，石灰易生成 CaSO₄沉淀，需后续沉淀处理。

案例：钢铁酸洗废水（含）常用石灰中和，生成钙沉淀后过滤。

碱性废水中和：

常用药剂：（H₂SO₄）、（HCl）、硝酸（HNO₃），或利用工厂废酸（如废、废）以废治废。

注意事项：强酸中和时需控制投加量，避免局部过热或 pH 波动，可采用自动 pH 控制系统。

2. 中和工艺设备

间歇式中和池：适用于水量小、水质波动大的废水，分批次投药中和。

连续式中和池：结合 pH 传感器与自动投药系统，实时调节药剂用量，适用于水量稳定的场景。

过滤中和法：酸性废水通过石灰石（CaCO₃）、白云石（CaCO₃・MgCO₃）滤料，反应生成 CO₂和盐类，适用于低浓度、硝酸废水（避免废水，以防生成 CaSO₄堵塞滤料）。

1. 蒸馏与蒸发回收

原理：利用酸碱的挥发性或沸点差异，通过蒸馏（如减压蒸馏）或蒸发（如多效蒸发、MVR 机械蒸汽再压缩）分离水分，回收高浓度酸 / 碱。

应用场景：

高浓度废水（如钢铁酸洗废液）：蒸发浓缩后回收，或冷却结晶析出 FeSO₄・7H₂O（绿矾），同时回收。

废回收：通过蒸馏塔分离 HCl 气体，冷凝后得到，适用于含 FeCl₂的酸洗废水（如钢铁行业）。

2. 膜分离技术

反渗透（RO）与纳滤（NF）：利用半透膜截留酸根离子或金属离子，分离出淡水和浓缩液，浓缩液可进一步回收酸碱。

案例：电子行业含氟酸性废水（如 HF/HNO₃混合液），通过 RO 膜分离后，浓水经中和处理，淡水回用。

电渗析（ED）：通过离子交换膜在电场作用下分离酸碱，可直接回收高纯度酸 / 碱。

应用：化工行业废 / 废碱液，电渗析可将废酸（如 10% H₂SO₄）浓缩至 30% 以上，同时得到淡水。

3. 结晶法

对于含可溶性盐的酸碱废水（如含钠的碱性废水），通过蒸发浓缩使盐类结晶析出，母液回收酸碱。

案例：纺织印染行业的烧碱废水，蒸发结晶后回收 NaOH，同时去除 Na₂SO₄等盐类。

4. 离子交换法

利用阳离子交换树脂（如磺酸型）吸附废水中的 H⁺，再生时用酸洗脱回收酸；阴离子交换树脂（如季胺型）吸附 OH⁻，再生时用碱洗脱回收碱。

适用场景：低浓度、高纯度要求的酸碱废水（如电子级废水），成本较高，常用于回用场景。

1. 中和 + 沉淀 + 过滤

对于含重金属的酸碱废水（如电镀酸性废水含 Cu²⁺、Ni²⁺），中和调节 pH 至碱性（如 pH 8~10）使重金属生成氢氧化物沉淀，再通过混凝沉淀（投加 PAC、PAM）、砂滤 / 碳滤去除悬浮物和有机物。

2. 中和 + 生化处理

低浓度酸碱废水（如 pH 4~10）中和至中性后，若含有机物，可接入生化系统（如活性污泥法、MBR）降解 COD。

注意：需先调节 pH 至适宜微生物生存的范围（pH 6.5~8.5），避免强酸强碱抑制微生物活性。

3. 电化学法

通过电解槽产生 OH⁻或 H⁺中和酸碱，同时可去除重金属离子（电解沉积）或降解有机物（如电催化氧化），适用于小水量、高难度废水。

钢铁酸洗废水：含 10%~20% 及 Fe²⁺，采用 “蒸发浓缩 + 结晶” 工艺，回收和 FeSO₄，冷凝水回用。

化工废碱液：含 NaOH 和 Na₂CO₃，通过电渗析分离回收 NaOH，淡水回用于生产。

电镀酸性废水：含 H₂SO₄、Cu²⁺，先加 NaOH 中和至 pH 8~9，沉淀 Cu (OH)₂，上清液经 RO 膜处理后回用，浓水进一步蒸发回收。

浓度优先：高浓度（酸 / 碱含量＞5%）优先考虑回收技术（蒸馏、膜分离），低浓度（＜5%）采用中和法。

成分分析：含重金属、有机物的废水需在中和后增加沉淀、氧化等深度处理；含挥发性酸（如 HCl）需注意废气收集（防酸雾污染）。

成本与回用需求：若企业有回用需求或附近有酸碱需求方，回收技术虽初期投资高，但长期可降低原料成本（如回收的回用于酸洗工序）。

处理后的废水需达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）中 pH 6~9 的要求，重点行业（如钢铁、电镀）需符合行业排放标准（如 GB 13456-2012《钢铁工业水污染物排放标准》）。同时，回收的酸碱需符合相关工业原料标准（如工业、工业烧碱），避免二次污染。

通过 “分类收集 - 资源回收 - 末端处理” 的组合工艺，可实现酸碱废水的高效治理与资源化利用，兼顾环境效益与经济效益。