淺談硫酸法鈦白粉廢水處理技術(shù)措施

張紅霞 張瑞敏

（河南佰利聯(lián)化學(xué)股份有限公司，河南 焦作 454191）

鈦白粉廣泛應(yīng)用于制造涂料、高級白色油漆、白色橡膠、合成纖維、電焊條、人造絲的減光劑、塑料和高級紙張的填料等方面，還用于電訊器材、冶金、印染、印刷、搪瓷、航天等行業(yè)。

硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的主要原料是鈦鐵礦和硫酸。該工藝為連續(xù)生產(chǎn)方式，工藝流程長，生產(chǎn)過程中三廢排放較多，但只要采用有效的環(huán)保治理措施，均可達(dá)國家排放標(biāo)準(zhǔn)。本文主要簡述硫酸法鈦白粉廢水處理技術(shù)措施，在廢水處理過程中各生產(chǎn)工序?qū)崿F(xiàn)邏輯控制整體，同時實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動控制，節(jié)省大量勞動力，改變生產(chǎn)環(huán)境，實現(xiàn)減員增效，同時保證污水處理質(zhì)量。從而保證鈦白產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，造福子孫后代。

1 廢水的排放量

硫酸法生產(chǎn)鈦白粉，廢水主要來自地坪沖洗、設(shè)備沖洗及酸解、煅燒尾氣沖洗水，其廢水排放及水質(zhì)與鈦鐵礦中硫的含量、工藝過程中洗水套用次數(shù)、操作管理水平有一定關(guān)系。一般噸產(chǎn)品鈦白粉廢水排放量約為80～250t/a，PH值約為1～5，且含有微量FeSO4·7H2O，水量及水質(zhì)變化幅度較大。

2 通常采用的廢水處理工藝

鈦白工業(yè)廢水的處理，通常采用中和法，一般分成三個組成部分：中和藥劑的制備和投配、中和反應(yīng)及沉降、污泥處置等。傳統(tǒng)的鈦白生產(chǎn)廢水處理過程，需要大量的人員現(xiàn)場實際操作，且作業(yè)現(xiàn)場空氣污染、粉塵污染，嚴(yán)重?fù)p害員工身體健康，機(jī)電一體化型廢水處理微機(jī)控制系統(tǒng)可較好的解決這一問題。

2.1 中和藥劑的制備及投配

由于Ca(OH)2可以中和任何濃度的酸性廢水，且其本身對廢水中的雜質(zhì)具有凝聚作用，鈦白酸性廢水處理可采用Ca(OH)2作為中和藥劑，其投放方法可采用干投或濕投，濕投反應(yīng)迅速、徹底、投加量小，故而廣泛采用。Ca(OH)2乳液制備可采用多種方法制得，無論采用何種原料，投配系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)盡量密閉化、自動化，以避免粉塵危害，保護(hù)員工的健康。Ca(OH)2乳液濃度應(yīng)以5～10%為宜。

2.1.1 工藝設(shè)計注意事項

①采用斗式提升機(jī)提升原料，應(yīng)保證原料塊度小于30mm。②原料定量輸送易采用螺旋式氣流輸送機(jī)，避免粉塵飛揚。③Ca(OH)2乳液配置槽及儲槽都應(yīng)設(shè)置攪拌裝置，攪拌方式可采用機(jī)械攪拌或壓縮空氣攪拌，以機(jī)械攪拌居多，機(jī)械攪拌線速度一般3m/s左右，空氣攪拌強(qiáng)度為8～10L/（s.m2）。④Ca(OH)2泵的選型應(yīng)考慮泵的耐腐蝕及耐磨性能。

2.1.2 機(jī)電一體化中藥劑配備、投配設(shè)計注意事項

①原料提升機(jī)與原料倉位傳感器控制I/O模塊的組合，通過內(nèi)部系統(tǒng)總線與PLC主機(jī)（日本MORON C200H型）相連?，F(xiàn)場增加原料提升機(jī)手動啟動、停止控制按鈕。②原料螺旋輸送機(jī)、乳化水注入控制電磁閥、乳液液位傳感器、乳液濃度測量傳感器、乳液制備池攪拌五者I/O控制模塊通過內(nèi)部系統(tǒng)總線，與PLC主機(jī)（日本MORON C200H型）相連，現(xiàn)場增加增加原料螺旋輸送機(jī)、乳化水注入控制電磁閥、乳液配備池攪拌手動啟動、停止控制按鈕。

2.2 中和反應(yīng)及沉降

鈦白酸性廢水注意污染物為H2SO4及微量FeSO4·7H2O，采用Ca(OH)2乳液與其進(jìn)行反應(yīng)，生成CaSO4沉淀，當(dāng)PH值增到8以上時，廢水中原有的二價鐵鹽（F2+)被氧化成三價鐵鹽（F3+），氫氧化鐵膠體為表面活性物質(zhì)，能起到吸附作用，加快沉降速度。

Ca(OH)2乳液的投加，可通過PH在線控制閥進(jìn)行調(diào)整，PH值控制在6.5～8.5，以達(dá)到最佳效果，根據(jù)運行經(jīng)驗，中和反應(yīng)停留時間，應(yīng)以15～30min為宜。由于中和產(chǎn)物CaSO4重度較大，可采用重力沉降法，使其從廢水中除去。為取得較好的沉降效果，減輕CaSO4結(jié)垢現(xiàn)象，可在廢水沉淀前適量投加高分子絮凝劑聚丙烯酰胺（PAM）,使CaSO4和其他懸浮物一同絮凝或懸浮顆粒，提高沉淀速度，減輕CaSO4結(jié)垢現(xiàn)象。PAM投加量與PAM的分子量有很大的關(guān)系，一般采用分子量300～600萬單位，投加量為污水量的0.1%～0.15%，采用在線混合器實現(xiàn)廢水與PAM的連續(xù)混合。

2.2.1 工藝設(shè)計注意事項

①中和反映槽應(yīng)設(shè)置攪拌裝置，使反應(yīng)均勻快速進(jìn)行。攪拌方式可采用機(jī)械攪拌或壓縮空氣攪拌，機(jī)械攪拌線速度一般為9m/s左右，空氣壓力為0.1～0.2MPa空氣攪拌強(qiáng)度為0.2m3/(min.m2),根據(jù)運行經(jīng)驗，空氣攪拌可大幅提高反應(yīng)速率，從而減少Ca(OH)2乳液用量，建議設(shè)計中優(yōu)先采用，并采用膜片式防堵塞曝氣頭。②CsSO4粘性較大，采用斜板、斜管沉淀池，易引起斜板、斜管堵塞，維護(hù)工作量較大，設(shè)計中應(yīng)盡量避免，豎流式沉淀池、輻流式沉淀池有效容積大，占地面積小，排泥方便，適用于CsSO4的分離。對于小流量廢水，設(shè)計應(yīng)選用豎流式沉淀池，間斷運行；對于大流量廢水，設(shè)計宜選用輻流式沉淀池，連續(xù)運行。③由于CsSO4粘性較大，沉淀池的設(shè)計應(yīng)充分考慮排泥管檢修、維護(hù)的方便。無論何種沉淀池，均應(yīng)完全地面上設(shè)計，排泥管的設(shè)計也應(yīng)避免埋地，并設(shè)置沖洗水管路，定期進(jìn)行沖洗，避免堵管。

2.2.2 中和反應(yīng)及沉淀設(shè)計注意事項

①Ca(OH)2乳液注入控制、廢酸水注入控制、中和液位傳感器控制I/O模塊通過內(nèi)部總線，與PLC主機(jī)（日本MORON C200H型）相連?，F(xiàn)場增加Ca(OH)2乳液注入控制電磁閥、廢酸水注入控制手動啟動、停止控制按鈕。②壓縮空氣控制、PH值測量電極傳感器I/O模塊通過內(nèi)部總線與PLC主機(jī)（日本MORON C200H型）相連?，F(xiàn)場增加曝氣池壓縮空氣電磁閥手動啟停止控制按鈕。③中和后上層中性水清水與下層污泥水，分別通過I/O控制模塊排放，通過內(nèi)部總線與PLC主機(jī)（日本MORON C200H型）相連。現(xiàn)場增加中和后上層中性水排放、下層污泥水排放手動啟動、停止控制按鈕。

2.3 污泥處理

為了提高脫水設(shè)備的生產(chǎn)效率盡可能減少濕污泥的含水率，從沉降槽排出的污泥，一般先去污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，再進(jìn)行脫水機(jī)脫水。污泥濃縮池間斷運行不僅起到濃縮作用，也有一定的污泥貯存及緩沖作用。對于小流量的廢水，由于沉淀池間斷運行，也起到一定的濃縮作用，可直接進(jìn)污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水。目前污水處理常用的污泥脫水設(shè)備，主要有帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)及離心脫水機(jī)，其中帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)因其處理量大、能連續(xù)運行，而在污水處理行業(yè)廣泛使用。但對于工業(yè)污水處理，設(shè)備的選型，其運行費用的高低也對整個裝置的正常運行，起到?jīng)Q定性的作用。

2.3.1 污泥水脫水機(jī)電控制注意事項

①中性污泥水進(jìn)板框壓濾機(jī)泵、中性清水回收流量傳感器I/O模塊，通過內(nèi)部總線與PLC主機(jī)（日本MORON C200H型）相連?，F(xiàn)場增加中性污泥水進(jìn)板框壓濾機(jī)泵，手動啟動、停止控制按鈕。②板框壓濾機(jī)自動空板液壓控制、濾餅輸送皮帶機(jī)控制I/O模塊，通過內(nèi)部總線與PLC主機(jī)（日本MORON C200H型）相連?，F(xiàn)場增加板框壓濾機(jī)自動空板、濾餅輸送皮帶手動啟動、停止控制按鈕?？傊毫蛩岱ㄢ伆追蹚U水處理技術(shù)，將會日益成為鈦白產(chǎn)業(yè)的重點，減輕廢水排放造成的環(huán)境污染，將具有重要的社會效益。

[1]秦霄鵬,王貴鵬,馬清;硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過程中廢酸和廢水的治理[J];山東環(huán)境;2002年06期

[2]劉建,王金銀;硫酸法生產(chǎn)鈦白的廢酸治理[J];化工生產(chǎn)與技術(shù);2003年01期