酸碱废水介绍

酸碱废水是工业领域最常见的高腐蚀性废水类型，其pH值超出自然水体范围（通常酸性废水pH<2，碱性废水pH>12），并伴随重金属、盐类及有机污染物。根据搜索结果，酸性废水主要含硫酸（H₂SO₄）、盐酸（HCl）、硝酸（HNO₃）等无机酸，而碱性废水以氢氧化钠（NaOH）、碳酸钠（Na₂CO₃）为主。这类废水若未经处理直接排放，会腐蚀管道、破坏土壤结构、导致水体生态失衡，例如：pH<3的废水可使鱼类在数小时内死亡，pH>9的废水会引发水体富营养化。

酸碱废水来源

酸性废水：

钢铁酸洗：钢材表面氧化铁皮去除工艺（如热轧钢板酸洗线），每吨钢材产生1.5–3吨含铁酸性废水，硫酸浓度5%–15%。

电镀加工：镀件前处理（如铜件酸洗）、镀液废液，含盐酸、硝酸及铬、镍等重金属，pH值可低至0.5。

矿山排水：硫化矿物氧化产生的酸性矿井水（如黄铁矿FeS₂氧化生成H₂SO₄），pH常低于2，含高浓度铁、锰离子。

碱性废水：

印染工艺：棉布丝光处理使用NaOH溶液（浓度30%–50%），废水pH达12–14，含纤维碎屑和染料。

造纸黑液：制浆蒸煮阶段产生的碱性废液（pH>13），含木质素、半纤维素，COD高达80,000–120,000 mg/L。

石化炼油：原油碱洗脱硫废水（含NaOH和硫化钠），pH>11，含油类及硫化物。

典型行业废水对比：

行业

废水类型

pH范围

主要污染物

水量占比

钢铁酸洗    酸性    0.5–2    H₂SO₄、Fe²⁺（1,000–5,000 mg/L）    60%–70%    

印染丝光    碱性    12–14    NaOH、染料（COD 5,000–8,000）    15%–20%    

电镀混合废水    酸性    1–3    HCl、Cr⁶⁺（50–200 mg/L）    10%–15%    

酸碱废水主要成分

酸性废水核心组分：

无机酸：硫酸（占比70%–90%）、盐酸（电镀行业为主），浓度可达10%–30%。

重金属：Fe²⁺（酸洗废水）、Cu²⁺（PCB蚀刻废水）、Cr⁶⁺（镀铬废水），浓度50–5,000 mg/L。

溶解盐：硫酸亚铁（FeSO₄）、氯化钠（NaCl），盐度高达50,000–100,000 mg/L，增加后续处理难度。

碱性废水典型污染物：

强碱：NaOH（印染废水浓度5%–10%）、Ca(OH)₂（皮革脱毛废水），pH>12。

有机碱：季铵盐（石化废水）、有机胺（制药废水），可生化性差，需高级氧化预处理。

悬浮物：纤维碎屑（造纸黑液SS>10,000 mg/L）、油类（炼油碱洗废水含油1%–3%）。

污染物危害对比：

成分

酸性废水典型值

碱性废水典型值

环境风险

H⁺/OH⁻浓度    1–3 mol/L（pH 0–1）    0.1–1 mol/L（pH 13–14）    腐蚀混凝土结构    

Fe²⁺    2,000–5,000 mg/L    —    水体缺氧、沉积物黑臭    

油类    —    1,000–3,000 mg/L    形成油膜阻碍水体复氧    

酸碱废水处理案例

案例一：江苏某化工厂混合酸碱废水处理

背景：年产10万吨染料中间体，废水含HCl（pH 0.8–1.5）、NaOH（pH 12–13）及硝基苯类有机物，日排放量800 m³。

处理工艺：

分类收集：酸性废水（红棕色）与碱性废水（深蓝色）分管道输送至调节池，避免混合发热。

中和反应：自动pH控制系统（精度±0.2）按比例投加石灰乳（Ca(OH)₂）和废硫酸，中和至pH 6.5–7.5。

重金属沉淀：加入Na₂S（投加量200 mg/L）生成CuS、Cr(OH)₃沉淀，SS从2,000 mg/L降至50 mg/L。

Fenton氧化：H₂O₂（投加量3‰）与Fe²⁺催化降解硝基苯，COD从8,000 mg/L降至300 mg/L。

生化处理：两级A/O工艺脱氮，出水COD<80 mg/L，达到《污水综合排放标准》一级标准。

处理效果数据：

指标

进水浓度

出水浓度

去除率

pH    0.8（酸）/13（碱）    6.5–7.5    —    

COD（mg/L）    8,000    <80    99%    

Cr⁶⁺（mg/L）    120    <0.1    99.9%    

案例二：山东某电镀园区酸性废水回用工程

背景：园区内20家电镀企业，日均排放含HCl、HNO₃废水1,200 m³，Fe²⁺浓度3,000 mg/L，pH 1.2–2.5。

处理工艺：

MVR蒸发结晶：浓缩废水至TDS>200,000 mg/L，结晶产出NaNO₃（工业级），盐回收率85%。

RO膜过滤：淡水回用率>90%，减少新水消耗1,000 m³/d。

扩散渗析膜：回收60%–70%游离酸（HCl纯度>95%），回用于酸洗工序。

电解沉积：Fe²⁺→Fe⁰（纯度99.9%），年产铁板500吨，收益200万元。

资源化回收：

深度处理：

经济效益：

酸回用节省成本180万元/年，铁板销售收益200万元/年，降低废水处理费用40%。

总结

酸碱废水的核心处理策略为**“分类回收优先，中和协同去毒”**：

高浓度酸/碱液：采用膜分离（扩散渗析、电渗析）和蒸发结晶实现资源化，降低后续处理负荷。

混合废水：自动pH调控+混凝沉淀确保中和稳定性，结合**高级氧化（Fenton、臭氧）**破解难降解有机物。

重金属风险：硫化钠沉淀+离子交换保障出水重金属达标（如Cr⁶⁺<0.1 mg/L）。

典型案例表明，通过酸回用与金属回收，企业可降低30%–50%运营成本，同时减少60%以上危废产生量。未来趋势将聚焦智能化pH控制算法与零排放工艺（如高压反渗透+结晶器）的集成应用。