班德膜过滤器在硫酸行业的应用

一、概述

在以硫铁矿或锌、铜、铅、黄金、钼冶炼烟气制酸的过程中，炉气净化会产生废酸。由于废酸中污染物含量较高，必须经过处理达标才能排放或回用。如果使用简单的石灰中和法处理废水，处理效果不佳，出水水质差，易对生态环境形成破坏；排放还要征收排污费，使企业的整体生产成本增加。根据我国硫酸行业净化废水处理的现状，我公司推出了以班德膜过滤器为核心设备的废酸处理方案，无废水排出，可以为硫酸企业节约大量工业用水，同时减少废水处理费用和排污费，并因为减少硫损失而增加收入，还减少了环境污染，从而提高了企业的经济效益和社会效益。我公司推出的稀酸处理方案适用于处理来自文氏管、泡沫塔、洗涤塔（空塔）、填料塔、动力波、脱吸塔等设备的废酸。

现以某厂的情况为例对此方案进行说明。年产80kt/a的硫铁矿制硫酸生产线，采用焙烧炉—旋风除尘器—文—泡—电工艺，水洗制酸流程，烟气净化水量约100立方/小时。目前净化废水使用石灰进行中和沉淀处理。

下面根据该公司具体情况初步制定了本方案。

二、稀酸处理方案

水洗净化特点是：洗涤液一次通过，不进行自身循环；或洗涤设备虽然部分地进行自身循环，但排放量过大；在洗涤过程中原料气焓变所放出的热量，30%以上为排放污水所带走。

酸洗净化特点是：洗涤液都进行自身循环；在洗涤过程中原料气焓变所放出的热量，几乎全部是由气体冷却器或稀酸冷却器的冷却水带走。

水洗改酸洗主要应解决：1）循环酸中杂质的去除问题；2）循环酸中热量的去除问题；3）循环系统的耐腐蚀改造问题。

在本方案中，我们使用我公司生产的班德膜过滤器解决第一个问题；使用板式换热器解决第二个问题；使用耐腐蚀的管道、文氏管、循环稀酸泵来解决第三个问题。

有的厂家在酸洗流程中使用了电除尘器，通过干法除尘。本方案通过湿法除尘使烟气中的尘先进入循环酸液中，借助一种高效净化设备——班德膜过滤器，将循环酸液中的尘、砷等除去，从而实现了水洗改酸洗。

1．废水水量和水质

水量：100立方/小时

水质：酸度  1～3      SS  2000~12000mg/L

2．方案描述

本方案选择班德膜过滤器作为去除废水中悬浮物等污染物的主要装置。根据文氏管-泡沫塔-电除雾器的净化工艺，我们制定了如下工艺流程：

稀酸加药后进入膜过滤器，处理后的稀酸经板式换热器降温后进入文氏管、泡沫塔进行回用，或加入干吸酸槽进行配酸或用于磷肥等其他产品的生产。过滤器下来的污泥加入红渣中一起外售。

工艺流程说明：

从文氏管、泡沫塔产生的废水悬浮物、砷等杂质含量大，进入班德膜过滤器前先投加少许絮凝剂（两分钱药剂可处理一立方废水），经班德膜过滤器处理后，出水清澈透明，悬浮物去除率可达99.5％以上，保证回用于文氏管、泡沫塔时运行正常，不会堵塞。同时，可以将粒径在0.01微米以上的颗粒包括结晶出来的砷以及在药剂的架桥作用下形成的含砷的分子团彻底去除。清液从过滤器出来后大部分进入泡沫塔循环酸槽。

在清液进入泡沫塔前设置板式换热器进行冷却，这样可以切实保障从泡沫塔出来进入电除雾器前的烟气温度控制在工况要求以内。

经班德膜过滤器处理后的稀酸清澈透明，可以加入干吸工段。也可以使用于磷肥生产线中的萃取槽。有的厂家将部分稀酸直接出售给其他厂家。

本工艺在循环回用过程中因向干吸工段、磷肥车间移出部分稀酸、蒸发等原因，为保证循环水量需要在泡沫塔中补充少量清水。

浓缩液每隔4-8个小时经班德膜过滤器底部阀门间断排出，排出的少量浓缩液可用于沸腾炉的炉渣冷却增湿，也可将浓缩液加入增湿器，使重力除尘器、旋风除尘器、电尘排出的灰渣适合堆放、运输、出售。有的厂家使用板框压滤机将浓缩液做压干处理后出售。也有的厂家设置一个小型污泥干化池来干化污泥。

三、主要设备构筑物设计参数

1、班德膜过滤器

班德膜过滤器为整体玻璃钢结构，耐酸碱、耐腐蚀、使用寿命长。班德膜过滤器采用深层过滤吸附和班德膜相结合的方法。在深层滤床中装填小直径、大分子量的过滤介质，采用高分子粒子吸附过滤技术，利用悬浮过滤介质吸收过滤液体中的悬浮物。然后通过进口的聚四氟乙烯材质的膜组件截留剩余的悬浮物和砷氟等在药剂作用下形成的大分子团。使排出液清澈，保证该设备的悬浮物去除效率不低于99.5%。其采用压缩空气反冲洗技术不会出现过滤器堵塞和结垢，保证了长期的过滤效果。班德膜过滤器从1996年应用于酸性废水处理以来，已在全国化工行业投入使用200多台，目前在多个行业已得到了广泛应用。

班德膜过滤器主要参数

主体材质	膜组件材质	设备高度
FRP	PTFE	6.9M

2、板式换热器   作用：回用水降温。     数量  1台     

3、清液池      作用：储存处理后的清液。数量 1个，约20立方米，可利用原废水处理池或水槽。

4、稀酸泵     作用：将过滤器处理后的稀酸打入文氏管、泡沫塔、吸收塔、淬取槽等处。数量1个,有效能力100立方/小时。

四、经济效益分析

1．本方案与常规污水处理方案比较：

（1）与水洗流程、石灰中和法运行费用比较

a．使用班德膜过滤器：药剂每天2.4公斤（价值24元），用电22度/小时（按0.6元/度），则每天的费用是340元，处理一吨废酸的费用是0.12元。

使用石灰中和法（保守的估算）：若按操作工每班2人、用电40度/小时（如想中和后排放需要曝气）以及石灰的成本，每天的费用都在千元以上，据有的厂家介绍，此法处理每吨废酸的成本在2元以上。

使用班德膜过滤器不需要石灰中和，与石灰中和沉淀的处理方法相比，每年最少降低运行费用24万元。

b．使用两台班德膜过滤器同比每天可节约水量约2390立方，每年节约788700立方米工业用水。

水费按0.2元/吨计，每年降低水费15.8万元。

同时节约了这些水的可观的抽水电费。

c．由于处理后的废水用来回用，从而减少了该公司每年788700立方米废水的排污费。

按照相关的收费标准，仅排污费此项每年都可节约数十万元。

d．使用本方案后不再使用石灰进行中和，废酸循环回用避免了硫损失，从而提高了产量。按两套过滤器每小时处理100立方酸度为1%的废酸，每年可节约7920吨98%硫酸，按600元/吨计算，每年因提高产量带来475.2万元收益。

e.  因回收矿尘带来的收益

根据该公司烟气含尘量的实际情况，使用本方案每天处理2400立方的稀酸，班德膜过滤器至少可以拦截下2吨的矿尘，按每吨矿尘200元计，则每年可增加收入13.2万元。而目前这些矿尘经中和后和石灰渣一起被扔掉。

项目投资回收期一般为四个月。

另外，使用石灰中和沉淀法处理废水经常存在以下情况：1）、耗费石灰多、动力大；2）、操作繁琐；3）、堵泵；4）、需清理沉淀池；5）、中和效果不稳定；6）、使用清水、排放废水量大。

（2）与使用电除尘器的水洗改酸洗方案比较

a.       本方案一次性投资少，根据该公司的实际情况，如果通过新上电除尘的方法将水洗改造成酸洗投资需120万以上；

b.      班德膜过滤器操作更简单，只需约四个小时开闭一下阀门排放浓缩污泥、约每十个小时开闭一下阀门进行反冲洗即可。还可实现全自动控制。

c.       班德膜过滤器运行更稳定，维修量特别少；不少硫酸厂家都反映电除尘器维修量大、除尘效果不稳定。

五、小结

使用本方案后循环稀酸中的尘显著减少，可以避免文氏管、泡沫塔喷头的堵塞，避免烟气将循环稀酸中的尘带入后段的电雾、干吸、转化工序，避免了细尘影响触媒的效率和成品酸的质量。

班德膜过滤器区别于普通过滤器的一点是该过滤器能够有效拦截粒径在0.01微米以上的颗粒，可以去除稀酸中结晶的砷以及絮凝后的大分子。更适合处理含砷、氟等杂质较高的废水。可以用于硫酸行业水洗改酸洗；可以用于硫铁矿、铅锌矿、铜矿、金矿、钼矿等原料以酸洗工艺生产硫酸的生产线中废酸的过滤、回用。

我公司的硫酸厂废水处理方案在其他厂家的运行情况表明，该方案具有投资少、占地面积小、操作简单、运行成本低、节能降耗、减少硫损失从而提高了产量、解决了环保问题等优点，且显著减少了排污费、水资源取用费、缓解了旱季的用水压力。可为企业带来显著的经济效益和社会效益。