一種處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統及方法與流程

本發明屬于環境治理領域，更具體地說，涉及一種處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統及方法。

背景技術：

隨著社會經濟的發展，鋼絲繩作為一種具有較高的抗拉強度、抗疲勞強度和抗沖擊韌性的材料，被廣泛地應用于起重設備、電梯繩等方面。其表面在生產過程中生成的氧化鐵皮層需要用酸洗方法去除。目前國內鋼絲繩企業以鹽酸酸洗為主，當鹽酸液濃度降至10％以下，酸洗效果顯著下降，達不到使用要求時需要被廢棄處理。鋼絲繩酸洗廢酸酸性強(ph<0)、含大量有毒有害重金屬元素(鉛、鋅等)，按照國家環境保護排放要求不能直接排放，易引起嚴重的二次污染，已被國家列入危險廢物進行管理。

鋼絲繩酸洗、磷化生產工藝還會產生大量含高鋅、鉛的酸性廢水，目前廣泛采用加入堿性沉淀劑的方法，通過中和作用形成含高鋅、鉛的污泥，從而去除鋅、鉛等有害雜質，使酸性廢水達到排放標準。高鋅、鉛污泥中含水率通常在80％以上，根據環境保護部hj/t299固體廢物浸出毒性方法，確定高鋅、鉛污泥屬于危險廢物，不能直接傾倒或者填埋。因此，現在大部分鋼絲繩企業將高鋅、鉛污泥堆放在廠區內，這樣不僅占用大量的空間，還會引起廠區土壤重金屬污染，當降水時，污泥中的鋅、鉛會隨雨水遷移，從而造成水體污染。

現在工業上應用廢酸液處置的主要方法有膜處理法、高溫焙燒法、酸中和法和蒸發回收法等，但是都難以大規模應用，處理成本很高，且有些方法會帶來二次污染。常見的污泥重金屬處理方法可分為固化/穩定化法、資源化回收利用、填埋和焚燒等幾種類型。其中，固化/穩定化法、填埋和焚燒都會對環境產生二次污染，無法從根本上去除有害物質，并且也造成污泥中重金屬資源的浪費。

經檢索，目前關于將鋼絲繩酸洗廢酸和高鋅、鉛污泥資源化共處置的研究還較少。中國專利申請號為201510276802.x，申請公布日為2015年5月27日的專利申請文件公開了一種對鋼絲繩加工中產生的廢鹽酸和堿性污泥進行綜合處理的方法，該申請案是將鋼絲繩加工過程中產生的廢鹽酸加入到鋼絲繩加工過程中產生的堿性污泥中，進行攪拌使其充分反應，然后再除去不溶物的共處置方法，但其并沒有真正實現酸洗廢酸和污泥的資源化利用，只是簡單的機械攪拌混合，處理后的最終產物是含高鋅、鉛的廢液，仍屬于危險廢物，還需要經過進一步的深度處理才能進行排放。

中國專利申請號為201510673291.5，申請公布日為2015年10月19日的專利申請文件公開了一種利用鋼絲繩污泥和廢鹽制備聚合氯化鐵絮凝劑的方法，該申請案是采用硫化物沉淀去除鉛離子，硫化氫氣體經過降膜吸收、填料塔吸收和活性炭吸收處理，污泥殘渣加入水泥固化，然后利用污泥中回收的鐵來制備絮凝劑。該申請案未考慮鋅元素的去除，但是目前鋼絲繩企業的生產廢酸液及污泥中鋅含量極高(>40000mg/l)，需要將鋅元素除去才可以達標排放，同時也沒有考慮硫化沉淀產物的處理，需要進一步處理才能實現資源化利用。此外，該申請案在制取絮凝劑時加入堿溶液，最終所得絮凝劑的質量相對較差，有待進一步提高。

中國專利申請號為201610762289.x，申請公布日為2016年12月7日的專利申請文件公開了一種鋼絲繩酸洗廢酸和含高鋅、鉛污泥共處置系統及工藝，該工藝包括以下步驟：泥酸攪拌溶解、鉛鋅去除、制備聚氯化鐵絮凝劑、硫化氫尾氣凈化及鉛鋅沉淀分離。可以實現鋼絲繩酸洗廢酸和高鋅、鉛污泥的共處置，能夠有效去除鋅、鉛元素，制備具有較高附加值的工業產品。但該系統在工業運行方面存在諸多問題，生產流程設計不合理，很難實現工業生產，例如，工藝產生的污泥量較大，無法達到工業生產的要求，且缺少控制手段如檢測裝置、保險裝置等，生產的產品——聚氯化鐵絮凝劑指標難以符合國家質量標準。

技術實現要素：

1.要解決的問題

針對現有技術中處理廢酸和污泥的方法難以大規模應用，處理成本很高，且容易帶來二次污染的問題，本發明提供一種處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統及方法，本發明針對工業生產，形成一整套工作系統，可以實現鋼絲繩酸洗廢酸和污泥的共處置，能夠有效去除鋅、鉛元素，制備具有較高附加值的工業產品聚氯化鐵絮凝劑，且達到工業廢棄物減量化的要求。

2.技術方案

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：

本發明的一種處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統，包括酸泥混合裝置、鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置、氯化鐵絮凝劑儲存裝置、聚氯化鐵絮凝劑制備裝置、工業離心機，還包括真空抽濾裝置和硫化反應處理效果保險裝置，所述的酸泥混合裝置、真空抽濾裝置、鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置、工業離心機、硫化反應處理效果保險裝置、聚氯化鐵絮凝劑制備裝置、聚氯化鐵絮凝劑儲存裝置依次通過管道連接，所述的鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置和硫化反應處理效果保險裝置之間設置有回流裝置。

更進一步的，該系統還包括硫化沉淀物浸出裝置，硫化沉淀物浸出裝置通過管道與工業離心機連接。

更進一步的，所述的鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置通過管道連接有硫化氫吸收裝置，硫化氫吸收裝置的管道上設有硫化氫報警裝置。

更進一步的，所述的鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置上配有加藥桶c，聚氯化鐵絮凝劑制備裝置上配有加藥桶a和加藥桶b。

更進一步的，所述的加藥桶a、加藥桶b、加藥桶c均為帶攪拌功能和計量泵的加厚pvc塑料桶。

更進一步的，所述的真空抽濾裝置過濾膜孔徑為1～20mm。

本發明的一種處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的方法，其步驟為：

a.酸泥混合攪拌：將待處理污泥投加到酸泥混合裝置中，然后向其中繼續投加廢酸液，將廢酸和污泥均勻混合；

b.固液分離：將均勻混合的酸泥混合液，抽至真空抽濾裝置，實現難溶固體和酸液的分離，難溶固體外運，由有專門危險物處理資質的企業處理；

c.硫化反應：將b中得到的酸性溶液抽至鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置，使用原子火焰吸收儀測定其鉛鋅含量，根據反應方程式zn²⁺+na2s＝2na⁺+zns，pb²⁺+na2s＝2na⁺+pbs，計算所需硫化鈉固體理論值，加入過量硫化鈉固體后攪拌均勻反應；

d.固液分離：將c中反應后的固液混合物抽至工業離心機，實現硫化物沉淀和液體分離，液體到達硫化反應保險裝置，測定其鉛鋅含量，要達到pb<20ppm，zn<1000ppm，如果沒有達到，開啟回流裝置，回流到鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置，繼續加入硫化鈉反應至達標；

e.氧化反應：hg/t4672-2014《水處理劑聚氯化鐵》中要求fe³⁺含量>8％，因此將d中得到的液體抽至聚氯化鐵絮凝劑制備裝置后，檢測fe²⁺含量，如果小于8％，加入適量的fecl2，根據反應方程式fe²⁺+naclo3+6h⁺＝nacl+3h2o+fe³⁺計算后，加入過量的氯酸鈉，同時按fe²⁺∶naoh的摩爾比為(1～10)∶1，加入氫氧化鈉，制成聚氯化鐵絮凝劑，灌裝成產品。

更進一步的，該處理方法還包括硫化物浸出步驟，該步驟設置在氧化反應步驟之前，硫化物浸出步驟即：d中得到的硫化物沉淀經過硫化沉淀物浸出裝置，加入ph＝1的稀鹽酸繼續浸出亞鐵離子，檢測浸出液中的鉛鋅含量，如果達到pb<20ppm、zn<1000ppm，液體抽送至聚氯化鐵絮凝劑制備裝置中，制備聚氯化鐵絮凝劑。若不達標，加入自來水進行稀釋至達標，再抽送至聚氯化鐵絮凝劑制備裝置。同時，不溶物外運，由有專門危險物處理資質的企業處理。

更進一步的，所述步驟a中污泥和廢酸液的固液比為1∶(4～10)，單位g/ml，所述硫化物浸出步驟中硫化物沉淀和稀鹽酸的固液比為1∶(3～10)，單位g/ml。

更進一步的，所述步驟c中硫化鈉加入量為理論值的4～6倍，所述步驟e中的氯酸鈉投加量為理論值的4～10倍。

3.有益效果

相比于現有技術，本發明的有益效果為：

(1)本發明使用硫化物將鋼絲繩工藝產生的鉛鋅離子沉淀并回收亞鐵離子，加氧化劑和氫氧化鈉溶液，利用大量的亞鐵離子制成絮凝劑，減量后的污泥交由有專門危險廢品處理資質的企業來實施無害化處理；

(2)本發明處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統可以根據需要處理的污泥量和酸洗廢液量，按比例進行放大設計設備，能夠保證工業循環生產以及生產人員的安全；

(3)本發明處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統的酸泥混合裝置，用于溶解污泥中的可溶物，實現可溶物溶進酸洗廢液，進行亞鐵離子的回收利用；硫化反應處理效果保險裝置，對鉛鋅含量進行檢測，可以防止生產過程中超標的情況出現而導致聚氯化鐵絮凝劑污染，影響聚氯化鐵絮凝劑的質量；硫化氫吸收裝置對產生的危險氣體硫化氫廢氣，進行堿液吸收中和處理，防止硫化氫外泄；硫化氫報警裝置檢測硫化氫是否外泄，保證生產人員的安全；金屬硫化物沉淀在硫化沉淀物浸出裝置中經過稀鹽酸浸出后，有效的浸出與鉛鋅共沉淀的亞鐵離子和鉛鋅離子，可以實現污泥的減量化，同時回收與鉛鋅共沉淀的亞鐵離子；

(4)本發明可以將污泥減量化50％～85％，酸洗廢液中的fe²⁺回收率達到60％～86％。

附圖說明

圖1為本發明處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統俯視圖；

圖2為本發明處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥方法的流程圖。

圖中：1、酸泥混合裝置；2、硫化氫報警裝置；3、硫化氫吸收裝置；4、真空抽濾裝置；5、鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置；6、聚氯化鐵絮凝劑儲存裝置；7、硫化沉淀物浸出裝置；8、聚氯化鐵絮凝劑制備裝置；9、工業離心機；10、硫化反應處理效果保險裝置；11、加藥桶a；12、加藥桶b；13、加藥桶c。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進一步進行描述。

實施例1

如圖1、圖2所示，一種處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統，在不要求污泥產生量且減少設備運行流程的情況下，可以減少硫化沉淀物浸出裝置。系統包括酸泥混合裝置1、真空抽濾裝置4、鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5、氯化鐵絮凝劑儲存裝置6、聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8、工業離心機9、硫化反應處理效果保險裝置10，所述的酸泥混合裝置1、真空抽濾裝置4、鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5、工業離心機9、硫化反應處理效果保險裝置10、聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8、聚氯化鐵絮凝劑儲存裝置6依次通過管道連接，所述的鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5和硫化反應處理效果保險裝置10之間設置有回流裝置。

以1m³酸洗廢液和200kg污泥量，進行設備計算。

攪拌浸出3h，反應溫度是室溫，產生固體不溶物約4kg。加入72kg硫化鈉沉淀鉛、鋅，產生硫化氫氣體和重金屬硫化物，由加入硫化鈉的量，根據化學反應方程式2h⁺+na2s＝h2s+2na⁺，計算出硫化氫氣體質量約7.7kg，需要吸收硫化氫的堿液18kg。同時產生64kg重金屬硫化物。向絮凝劑制備液中加入氯酸鈉約23kg和naoh25kg，制備出1.6t聚氯化鐵絮凝劑。

設備選型與計算：

(1)酸泥混合裝置由于需要添加攪拌裝置，根據物料守恒原則，利用廢酸密度1.1t/m³和污泥容重0.6g/cm³，算出容積需要1.4m³，且需設立安全高度50cm，則設計圓筒形混合缸h＝1.4m，r＝0.7m。

(2)真空抽濾裝置，過濾流量3m³/h，工業過濾膜孔徑選擇20mm。

(3)鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置，施加硫化鈉溶液，需添加體積為215l的加藥桶a，加藥桶選用帶攪拌功能和計量泵的加厚pvc塑料桶。根據物料守恒的原則，所以設計容器容積為1.62m³，設立安全高度38cm，尺寸r＝0.75m，h＝1.3m。

(4)硫化反應處理效果保險裝置，尺寸同鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置。

(5)工業離心機用于固液分離，轉速2000r/min，容量1.5m³。

(6)聚氯化鐵絮凝劑制備裝置需添加攪拌裝置，同樣根據物料守恒的原則，再由物料的密度，得出容器的體積為1.67m³，且設計圓筒形混合缸r＝0.7m，高度為1.4m，其中安全高度為39cm。

(7)聚氯化鐵絮凝劑儲存裝置，以1.7m³計算，設計成箱體，長寬都設置為1.3m，高為1.4m(其中安全高度30cm)，抽取絮凝劑，灌裝成產品。

(8)各個裝置之間液體利用特種泵進行抽吸運輸，且需要在特種泵輸送酸液方向，配置止回閥，防止酸液回流，污染泵體，減少其使用壽命。特種泵選用陶瓷泵，揚程為2m，流量6m³/h，選取管道dn約為40mm。

(9)硫化氫吸收裝置，需要氫氧化鈉的量應為18kg，在吸收塔里噴淋，進行吸收。且吸收裝置的設計的抽風量為20m³/h。

(10)硫化氫報警裝置需要放置于吸收裝置尾氣排放口處。

(11)管道選用pp管道或pvc管道，防止酸液腐蝕。

下面對采用上述設計的設備對本實施例中的酸洗廢液和污泥進行處理的具體步驟進行說明：

a.酸泥混合攪拌：將待處理污泥投加到酸泥混合裝置1中，然后向其中繼續投加廢酸液，將廢酸和污泥均勻混合，廢酸液和污泥固液比為1∶5g/ml；

b.固液分離：將均勻混合的酸泥混合液，抽至真空抽濾裝置4，實現難溶固體和酸液的分離，難溶固體外運；

c.硫化反應：將b中得到的酸性溶液抽至鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5，使用原子火焰吸收儀測定其鉛鋅含量分別為30ppm，4300ppm，根據化學反應式zn²⁺+na2s＝2na⁺+zns，pb²⁺+na2s＝2na⁺+pbs計算硫化鈉的量，需加入過量硫化鈉固體約72kg，攪拌均勻反應，溶液體積約1.1m³，此時硫化鈉加入量為理論值的5倍。

d.固液分離：將c中反應后的固液混合物抽至工業離心機9，實現硫化物沉淀和液體分離，液體到達硫化反應保險裝置10，測定其鉛鋅含量，檢測結果不滿足pb<20ppm，zn<1000ppm，開啟回流裝置，回流到鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5，繼續加入硫化鈉反應至達標；

e.氧化反應：將d中得到的達標液體抽至聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8，根據反應方程式fe²⁺+naclo3+6h⁺＝nacl+3h2o+fe³⁺計算后，加入理論值6倍量的氯酸鈉23kg，同時按fe²⁺∶naoh摩爾比為5∶1，加入氫氧化鈉25kg，制成聚氯化鐵絮凝劑，灌裝成產品。

按照本實施例中的處理系統和處理方法可以有效回收酸洗廢液70％中的fe²⁺。

實施例2

如圖1、2所示，工業離心機分離出來的硫化物沉淀，里面還是含有大量的亞鐵離子，在要求最大效率利用亞鐵離子制備聚氯化鐵絮凝劑且要求污泥減量化的情況下，需要增加硫化沉淀物浸出裝置7，利用ph＝1的稀鹽酸溶液，有效的浸出與鉛鋅共沉淀的亞鐵離子和鉛鋅離子，從而減少污泥的亞鐵離子和鉛鋅離子的含量，達到減重的目的。對浸出液繼續檢測鉛鋅濃度，當浸出液的鉛鋅濃度達到hg/t4672-2014《水處理劑聚氯化鐵》的要求，pb<20ppm、zn<1000ppm時，利用特種泵抽送至聚氯化鐵絮凝劑制備裝置中，制備聚氯化鐵絮凝劑。如果浸出液的鉛鋅濃度不能達標，則加入自來水進行稀釋至達標。

一種處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統，包括酸泥混合裝置1、真空抽濾裝置4、鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5、氯化鐵絮凝劑儲存裝置6、硫化沉淀物浸出裝置7、聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8、工業離心機9、硫化反應處理效果保險裝置10，所述的酸泥混合裝置1、真空抽濾裝置4、鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5、工業離心機9、硫化反應處理效果保險裝置10、聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8、聚氯化鐵絮凝劑儲存裝置6依次通過管道連接，所述的鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5和硫化反應處理效果保險裝置10之間設置有回流裝置，硫化沉淀物浸出裝置7通過管道與工業離心機9連接。

某鋼絲繩廠產生的污泥和酸洗廢液的混合液，鉛鋅含量分別為900ppm和3200ppm，ph＝1，亞鐵離子含量46.5g/l。要求污泥減量化到60％，且最大限度利用酸泥混合液中的亞鐵離子。

結合圖1，對處理方法進行具體說明。

a.酸泥混合攪拌：污泥和廢酸在酸泥混合裝置1中進行機械攪拌均勻混合。

b.固液分離：將均勻混合的酸泥混合液，抽至真空抽濾裝置4，過濾膜孔徑為5mm，30min后，實現難溶固體和酸液的分離，難溶固體外運，由有專門危險物處理資質的企業處理。

c.硫化反應：將b中得到的溶液抽至鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5中，使用原子火焰吸收儀測定其鉛鋅含量，按硫化反應方程式zn²⁺+na2s＝2na⁺+zns，pb²⁺+na2s＝2na⁺+pbs計算量的4倍投加硫化鈉，需要硫化鈉58kg，且需采用液體投加方式，設置加藥桶c13進行投加，攪拌均勻反應。

d.固液分離：將c中反應后的固液混合物抽至工業離心機9，20min后，實現固液分離。經過固液分離后，溶液流入硫化反應處理效果保險裝置10中，采樣進行鉛鋅檢測，鉛鋅分別為10ppm和500ppm，達到hg/t4672-2014《水處理劑聚氯化鐵》中規定要求的pb<20ppm，zn<1000ppm。

e.硫化物浸出步驟：經過工業離心機9處理后的污泥，質量為150kg，經過硫化沉淀物浸出裝置，用ph＝1的鹽酸，按1∶10g/ml固液比的鹽酸進行酸浸，需投加1500l鹽酸，相比于硫化沉淀物的污泥量，可以實現污泥減量80％，且浸出液中的鉛鋅含量合格。

f.氧化反應：酸浸液和硫化反應處理效果保險裝置10檢測合格的溶液，進入聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8中，fe²⁺含量小于8％，因為要滿足hg/t4672-2014《水處理劑聚氯化鐵》中，fe³⁺含量>8％的要求，需補充fe³⁺，考慮到成本的問題，fecl2比fecl3價格便宜，投加fecl2，繼而通過化學衡算，可知需加入fecl2約1.1t，根據反應方程式fe²⁺+naclo3+6h⁺＝nacl+3h2o+fe³⁺計算后，投加理論值6倍的氯酸鈉18kg，按fe²⁺∶naoh摩爾比4∶1投加氫氧化鈉量15kg，制成聚氯化鐵絮凝劑3600kg。

硫化氫吸收裝置3，用堿液對硫化氫氣體進行吸收。硫化氫報警裝置2放置于吸收裝置尾氣排放口處。若硫化氫泄漏，硫化氫報警裝置2發出警報聲，疏散人群，檢修硫化氫吸收裝置3。

按照本實施例中的處理系統和處理方法可以有效回收酸洗廢液中75％的fe²⁺，實現污泥減量化80％。

實施例3

如圖1、圖2所示，在要求污泥產生量減量化的情況下，增加硫化沉淀物浸出裝置。

一種處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統，包括酸泥混合裝置1、真空抽濾裝置4、鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5、氯化鐵絮凝劑儲存裝置6、硫化沉淀物浸出裝置7、聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8、工業離心機9、硫化反應處理效果保險裝置10，所述的酸泥混合裝置1、真空抽濾裝置4、鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5、工業離心機9、硫化反應處理效果保險裝置10、聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8、聚氯化鐵絮凝劑儲存裝置6依次通過管道連接，所述的鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5和硫化反應處理效果保險裝置10之間設置有回流裝置，硫化沉淀物浸出裝置7通過管道與工業離心機9連接。

對1m³酸洗廢液和200kg污泥進行處理，產生固體不溶物約2kg。加入72kg硫化鈉沉淀鉛、鋅，產生硫化氫氣體和重金屬硫化物，由加入硫化鈉的量，根據化學反應方程式2h⁺+na2s＝h2s↑+2na⁺，計算出硫化氫氣體質量約6.6kg，需要吸收硫化氫的堿液8kg。同時產生300kg重金屬硫化物。需稀鹽酸溶液1200l酸浸重金屬硫化物，減量80％。酸浸溶液加入至聚氯化鐵絮凝劑制備裝置。且需要加入1000kg的fecl2，共需向絮凝劑制備液中加入氯酸鈉20.2kg和naoh38kg，制備出約3t聚氯化鐵絮凝劑。

對1m³酸洗廢液和200kg污泥進行處理，此時廢酸液和污泥固液比為1∶5g/ml，處理步驟為：

a.酸泥混合攪拌：將待處理污泥投加到酸泥混合裝置1中，然后向其中繼續投加廢酸液，將廢酸和污泥均勻混合，產生固體不溶物2kg；

b.固液分離：將均勻混合的酸泥混合液，抽至真空抽濾裝置4(選用工業過濾膜的孔徑為8mm)，實現難溶固體和酸液的分離，難溶固體外運；

c.硫化反應：將b中得到的酸性溶液抽至鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5，測定其鉛鋅含量分別為30ppm，4300ppm，根據化學反應式zn²⁺+na2s＝2na⁺+zns，pb²⁺+na2s＝2na⁺+pbs計算所需硫化鈉量，實際加入量為理論值的6倍，加入硫化鈉固體72kg后攪拌均勻反應，溶液體積約1.1m³；

d.固液分離：將c中反應后的固液混合物抽至工業離心機9，實現硫化物沉淀和液體分離，液體到達硫化反應保險裝置10，測定其鉛鋅含量，其結果滿足pb<20ppm，zn<1000ppm；

e.硫化物酸浸：將d中的不溶物300kg，按固液比1∶4g/ml加入ph＝1的稀鹽酸1200l進行酸浸，繼續浸出亞鐵離子，檢測其溶液中的pb、zn離子濃度，pb、zn離子濃度不達標，需要加水約100l稀釋，經工業離心機9，固液分離后，不溶物需要外運，作為危廢。

f.氧化反應：將酸浸液和硫化反應處理效果保險裝置10檢測合格的溶液抽至聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8，同時為了滿足hg/t4672-2014《水處理劑聚氯化鐵》的要求，需要加入fecl2的質量為1000kg，根據反應方程式fe²⁺+naclo3+6h⁺＝nacl+3h2o+fe³⁺計算后，加入氯酸鈉20.2kg(5倍于理論值)，同時按fe²⁺∶naoh摩爾比為10∶1，加入氫氧化鈉38kg，制成聚氯化鐵絮凝劑3t，產品合格，灌裝成產品。

按照本實施例中的處理系統和處理方法可以有效回收酸洗廢液中70％的fe²⁺，污泥減量化80％。

實施例4

如圖1、2所示，工業離心機分離出來的硫化物沉淀，里面還是含有大量的亞鐵離子，在要求最大效率利用亞鐵離子制備聚氯化鐵絮凝劑且要求污泥減量化的情況下，需要增加硫化沉淀物浸出裝置7，用ph＝1的稀鹽酸溶液浸出與鉛鋅共沉淀的亞鐵離子。沉淀之后經過工業離心機的固液分離，對浸出液繼續檢測鉛鋅濃度，當浸出液的鉛鋅濃度達到hg/t4672-2014《水處理劑聚氯化鐵》的要求，pb<20ppm、zn<1000ppm時，利用特種泵抽送至聚氯化鐵絮凝劑制備裝置中，制備聚氯化鐵絮凝劑。

一種處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統，包括酸泥混合裝置1、真空抽濾裝置4、鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5、氯化鐵絮凝劑儲存裝置6、硫化沉淀物浸出裝置7、聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8、工業離心機9、硫化反應處理效果保險裝置10，所述的酸泥混合裝置1、真空抽濾裝置4、鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5、工業離心機9、硫化反應處理效果保險裝置10、聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8、聚氯化鐵絮凝劑儲存裝置6依次通過管道連接，所述的鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5和硫化反應處理效果保險裝置10之間設置有回流裝置，硫化沉淀物浸出裝置7通過管道與工業離心機9連接。

某鋼絲繩廠產生的污泥和酸洗廢液的混合液，鉛鋅含量達到900ppm和3200ppm，ph＝0，亞鐵離子含量48.5g/l。要求污泥減量化到50％，且最大限度利用酸泥混合液中的亞鐵離子。

結合圖1，對處理方法進行具體說明。

a.酸泥混合攪拌：污泥和廢酸在酸泥混合裝置1中進行機械攪拌均勻混合；

b.固液分離：將均勻混合的酸泥混合液，抽至真空抽濾裝置4，選用1mm孔徑的工業過濾膜，30min后，實現難溶固體和酸液的分離，難溶固體外運，由有專門危險物處理資質的企業處理；

c.硫化反應：將b中得到的溶液抽至鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5中，使用原子火焰吸收儀測定其鉛鋅含量，按硫化反應化學反應方程式zn²⁺+na2s＝2na⁺+zns，pb²⁺+na2s＝2na⁺+pbs計算量的4倍投加硫化鈉，需要硫化鈉58kg，且需采用液體投加方式，設置加藥桶c13進行投加，攪拌均勻反應；

d.固液分離：將c中反應后的固液混合物抽至工業離心機9，20min后，實現固液分離。經過固液分離后，溶液流入硫化反應處理效果保險裝置10中，采樣進行鉛鋅檢測，鉛鋅分別為10ppm和500ppm，達到hg/t4672-2014《水處理劑聚氯化鐵》中規定要求的pb<20ppm，zn<1000ppm；

e.硫化物浸出步驟：經過工業離心機9處理后的污泥，質量為155kg，經過硫化沉淀物浸出裝置，用ph＝1的鹽酸，按1∶5g/ml固液比投加775l的鹽酸進行酸浸，相比于硫化沉淀物的污泥量可以實現污泥的減量67％，且浸出液中的鉛鋅含量合格；

f.氧化反應：酸浸液和硫化反應處理效果保險裝置10檢測合格的溶液，進入聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8中，補充fe³⁺，考慮到成本的問題，fecl2比fecl3價格便宜，加入fecl2約1.2t，投加4倍于理論值(化學反應式中的反應量)的氯酸鈉16.2kg，按fe²⁺∶naoh摩爾比1：1投加氫氧化鈉量15kg，制成聚氯化鐵絮凝劑3450kg。

硫化氫吸收裝置3，用堿液對硫化氫氣體進行吸收。硫化氫報警裝置2放置于吸收裝置尾氣排放口處。若硫化氫泄漏，硫化氫報警裝置2發出警報聲，疏散人群，檢修硫化氫吸收裝置3。

按照本實施例中的處理系統和處理方法可以有效回收酸洗廢液中68％的fe²⁺，實現污泥減量化67％。

實施例5

采用實施例4中處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統，對1m³酸洗廢液和100kg污泥進行處理，此時廢酸液和污泥的固液比為1∶10g/ml，處理步驟為：

a.酸泥混合攪拌：將待處理污泥投加到酸泥混合裝置1中，然后向其中繼續投加廢酸液，將廢酸和污泥均勻混合，產生固體不溶物2kg；

b.固液分離：將均勻混合的酸泥混合液，抽至真空抽濾裝置4(選用工業過濾膜的孔徑為10mm)，實現難溶固體和酸液的分離，難溶固體外運；

c.硫化反應：將b中得到的酸性溶液抽至鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5，測定其鉛鋅含量分別為30ppm，4300ppm，根據化學反應式zn²⁺+na2s＝2na⁺+zns，pb²⁺+na2s＝2na⁺+pbs計算所需硫化鈉量，實際加入量為理論值的4倍，加入硫化鈉固體60kg后攪拌均勻反應；

d.固液分離：將c中反應后的固液混合物抽至工業離心機9，實現硫化物沉淀和液體分離，液體到達硫化反應保險裝置10，測定其鉛鋅含量，其結果滿足pb<20ppm，zn<1000ppm；

e.硫化物酸浸：將d中的不溶物400kg，按固液比1∶3加入ph＝1的稀鹽酸1200l進行酸浸，繼續浸出亞鐵離子。檢測其溶液中的pb、zn離子濃度，pb、zn離子濃度不達標，需要加水約100l稀釋，經工業離心機9后，固液分離，不溶物200kg，需要外運，作為危廢處置。

f.氧化反應：將酸浸液和硫化反應處理效果保險裝置10檢測合格的溶液抽至聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8，同時為了滿足hg/t4672-2014《水處理劑聚氯化鐵》的要求，需要加入fecl2的質量為1000kg，根據反應方程式fe²⁺+naclo3+6h⁺＝nacl+3h2o+fe³⁺計算后，加入氯酸鈉8.08kg(4倍于理論值)，同時按fe²⁺∶naoh摩爾比為1∶1，加入氫氧化鈉5.4kg，制成聚氯化鐵絮凝劑2.9t，產品合格，灌裝成產品。

按照本實施例中的處理系統和處理方法可以有效回收酸洗廢液中60％的fe²⁺，污泥減量化50％。

實施例6

采用實施例4中處理鋼絲繩廠酸洗廢液和污泥的系統，對1m³酸洗廢液和250kg污泥進行處理，此時廢酸液和污泥固液比為1∶4g/ml，處理步驟為：

a.酸泥混合攪拌：將待處理污泥投加到酸泥混合裝置1中，然后向其中繼續投加廢酸液，將廢酸和污泥均勻混合，產生固體不溶物2.6kg；

b.固液分離：將均勻混合的酸泥混合液，抽至真空抽濾裝置4(選用工業過濾膜的孔徑為15mm)，實現難溶固體和酸液的分離，難溶固體外運；

c.硫化反應：將b中得到的酸性溶液抽至鉛鋅廢液硫化鈉處理裝置5，測定其鉛鋅含量分別為30ppm，4300ppm，根據化學反應式zn²⁺+na2s＝2na⁺+zns，pb²⁺+na2s＝2na⁺+pbs計算所需硫化鈉量，實際加入量為理論值的6倍，加入硫化鈉固體80kg后攪拌均勻反應；

d.固液分離：將c中反應后的固液混合物抽至工業離心機9，實現硫化物沉淀和液體分離，液體到達硫化反應保險裝置10，測定其鉛鋅含量，其結果滿足pb<20ppm，zn<1000ppm；

e.硫化物酸浸：將d中的不溶物260kg，按固液比1∶10g/ml加入ph＝1的稀鹽酸2600l進行酸浸，繼續浸出亞鐵離子，檢測其溶液中的pb、zn離子濃度，pb、zn離子濃度達標，經過工業離心機9，固液分離后，不溶物需要外運，作為危廢。

f.氧化反應：將酸浸液和硫化反應處理效果保險裝置10檢測合格的溶液抽至聚氯化鐵絮凝劑制備裝置8，同時為了滿足hg/t4672-2014《水處理劑聚氯化鐵》的要求，需要加入fecl2的質量為2000kg，根據反應方程式fe²⁺+naclo3+6h⁺＝nacl+3h2o+fe³⁺計算后，加入氯酸鈉25.6kg(10倍于理論值)，同時按fe²⁺∶naoh摩爾比為10∶1，加入氫氧化鈉45kg，制成聚氯化鐵絮凝劑5t，產品合格，灌裝成產品。

按照本實施例中的處理系統和處理方法可以有效回收酸洗廢液中86％的fe²⁺，污泥減量化85％。