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)過過濾、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、廢水的來源及水質(zhì)分析

　　廢水來源：通過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，具體來說，年產(chǎn)1萬噸/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、二次水洗廢水來自于偏鈦酸料漿中附著的硫酸和其他離子以及漂白過程中加入的硫酸等，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”，來自系統(tǒng)一洗、二洗以及水解過程中產(chǎn)生的酸性廢水首先經(jīng)過斜板沉淀槽進(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，通過調(diào)節(jié)酸度，然后用耐酸泵送入污控車間一級中和桶，用灰石漿液調(diào)節(jié)pH值3.5-4.5，再進(jìn)入二級中和桶，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，液體則進(jìn)入曝氣池，并用壓縮空氣對其進(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，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?；^程較短，提高了處理廢水的能力。由于ASBR工藝能有效地延長污泥停留時(shí)間，以及保證充分的泥水混合，所以對溫度有較好的適應(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

　　我國鈦白粉生產(chǎn)主要采用硫酸法工藝，這一工藝的使用勢必會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，對環(huán)境產(chǎn)生巨大的污染，也不符合我國可持續(xù)發(fā)展的理念與戰(zhàn)略方針。因此，對硫酸法制鈦白粉產(chǎn)生的廢水一定要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，減小其對環(huán)境的危害。而我國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。(來源：廣西藍(lán)星大華化工有限責(zé)任公司)