硫酸法鈦白粉生產(chǎn)廢水處理技術(shù)

　　硫酸鹽還原菌(sRB)法作為一種很有潛力的治理硫酸鹽污染的技術(shù)也就逐漸地成為學(xué)者們所研究的熱點(diǎn)。高濃度硫酸鹽廢水等容易造成水體的pH值降低，土壤變酸，重金屬濃度境加，嚴(yán)重影響周邊的生態(tài)環(huán)境。研究硫酸鹽廢水中硫酸根離子去除影響因素：溫度，pH，C/S，微量元素等，尋找含硫酸鹽廢水脫硫的最佳條件和參數(shù)，研究硫酸鹽廢水生物脫硫過(guò)程中反應(yīng)器的改進(jìn)。

　　1、硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝

　　粉碎的鈦鐵礦(主要成分FeTiO3)進(jìn)入到酸解槽中，在硫酸的作用下，大多數(shù)礦粉被分解，形成可溶性的硫酸鹽混合溶液，酸解完成之后進(jìn)入沉降槽。在沉降槽加入一定量的沉降劑，使得溶液中的懸浮物以及Al、Si等易形成膠體的物質(zhì)沉降分離，上層清液進(jìn)入到結(jié)晶工序冷卻結(jié)晶，下層濁液進(jìn)入圓盤過(guò)濾機(jī)固液分離。冷卻后的上層清液得到FeSO4?7H2O晶體和鈦液兩相混合物，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、濃縮工序就能夠得到純凈的高濃度鈦液。高濃度鈦液在酸性環(huán)境下加熱水解，經(jīng)過(guò)一次掛片、水洗、漂白、二次掛片、二次水洗等工序之后，最終得到高濃度的偏鈦酸(化學(xué)式為TiO2?H2O)料漿，最后進(jìn)入回轉(zhuǎn)爐煅燒后去研磨機(jī)粉碎包裝即可得到高純度的鈦白粉。

　　2、廢水的來(lái)源及水質(zhì)分析

　　廢水來(lái)源：通過(guò)上述硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程圖可以很清晰地看到，整套裝置系統(tǒng)的廢酸和酸性廢水主要來(lái)自于水洗工序，而這些廢水的源頭是酸解、水解、水洗和漂白等工序中加入的水或硫酸。為了洗凈偏鈦酸料漿中所附著的金屬離子及可溶物，需要加入大量水對(duì)料漿進(jìn)行洗滌，并且洗滌水中的離子濃度達(dá)到相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)之后才能夠進(jìn)入到下道工序之中，這就導(dǎo)致水洗工序需要特別大的洗水量，具體來(lái)說(shuō)，年產(chǎn)1萬(wàn)噸/年的鈦白粉廠，每天的水洗廢水量高達(dá)5000m3左右。

　　水質(zhì)分析硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水主要含有大量的H+和SO42-以及礦粉中帶入的Fe2+、Ti3+、Cr2+、Mg2+等金屬離子，其中水解之后的母液中含有大量質(zhì)量濃度約為22%的稀硫酸，少量FeSO4和TiOSO4等。一次、二次水洗廢水來(lái)自于偏鈦酸料漿中附著的硫酸和其他離子以及漂白過(guò)程中加入的硫酸等，主要組成為濃度為0.5-3%的硫酸以及FeSO4。由于廢水中存在大量H+，廢水通常顯酸性，pH值約為1-3左右，且色度值偏高，對(duì)環(huán)境污染較為嚴(yán)重。

　　3、廢水處理技術(shù)及效果

　?、偎饽敢簭U酸的處理水解母液中的廢酸含量大量的稀硫酸，可以采用熟石灰對(duì)其進(jìn)行酸堿中和處理，并回收得到的副產(chǎn)物硫酸鈣，經(jīng)過(guò)濾、洗滌之后得硫酸鈣的水合物(俗稱石膏)，可供建筑行業(yè)使用;

　　②混合酸性廢水的處理硫酸法鈦白粉廠目前處理廢水的主要方法為“中和+曝氣”，來(lái)自系統(tǒng)一洗、二洗以及水解過(guò)程中產(chǎn)生的酸性廢水首先經(jīng)過(guò)斜板沉淀槽進(jìn)行自然沉降，上層清液溢流至緩沖池，同時(shí)酸解尾氣噴淋廢水以及地面沖洗水也一起進(jìn)入緩沖池。上述酸性廢液進(jìn)入污控車間緩沖池后，通過(guò)調(diào)節(jié)酸度，然后用耐酸泵送入污控車間一級(jí)中和桶，用灰石漿液調(diào)節(jié)pH值3.5-4.5，再進(jìn)入二級(jí)中和桶，用電石渣及石灰漿液調(diào)節(jié)pH值7-9。當(dāng)中和桶中的pH值調(diào)節(jié)合格后，用泵送入污控車間一次板框壓濾機(jī)，進(jìn)行固液分離，分離后的固體(鈦石膏)用車運(yùn)往堆場(chǎng)，液體則進(jìn)入曝氣池，并用壓縮空氣對(duì)其進(jìn)行曝氣處理，降低廢水中的COD含量。

　　4、先進(jìn)的ASBR法處理硫酸鹽廢水

　　進(jìn)水期廢水進(jìn)入反應(yīng)器，進(jìn)水的體積由下列因素決定，HRT，有機(jī)負(fù)荷，及污泥沉降特性等。反應(yīng)階段需要攪拌，一般采用間歇方式，這個(gè)階段是有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要階段。沉降期停止攪拌，使之成為理想沉淀狀態(tài)，沉降時(shí)間一般為10-30分鐘，不能太長(zhǎng)，否則會(huì)因?yàn)樯餁饫^續(xù)產(chǎn)出而造成顆粒污泥重新懸浮，排水期階段是在有效的泥水分離之后進(jìn)行，出水總量與進(jìn)水量相等。排水結(jié)束后反應(yīng)器進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。由于出水時(shí)可以將沉淀性能不好的污泥一起排出，所以系統(tǒng)中的污泥整體沉降性能較好。同時(shí)，顆粒化過(guò)程較短，提高了處理廢水的能力。由于ASBR工藝能有效地延長(zhǎng)污泥停留時(shí)間，以及保證充分的泥水混合，所以對(duì)溫度有較好的適應(yīng)性，除了在常溫，高溫下處理廢水，還能在低溫下有效處理高低濃度廢水，因此有良好的應(yīng)用前景。

　　5、結(jié)束語(yǔ)

　　我國(guó)鈦白粉生產(chǎn)主要采用硫酸法工藝，這一工藝的使用勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大的污染，也不符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的理念與戰(zhàn)略方針。因此，對(duì)硫酸法制鈦白粉產(chǎn)生的廢水一定要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，減小其對(duì)環(huán)境的危害。而我國(guó)在這方面并不是很成熟，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)在廢水處理技術(shù)上的投入。筆者進(jìn)行了一些淺顯的研究，希望能有所幫助。(來(lái)源：廣西藍(lán)星大華化工有限責(zé)任公司)