摘要：簡(jiǎn)述硫酸法鈦白生產(chǎn)的硫酸理廢水處理工藝，包括中和藥劑的法鈦制備和投配、反應(yīng)控制、白廢沉淀池的水處設(shè)計(jì)事項(xiàng)選型、脫水機(jī)的注意選型及管道設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：鈦白 石灰 中和 過(guò)濾

概述

　　目前，硫酸理國(guó)內(nèi)的法鈦鈦白生產(chǎn)基本都以鈦鐵礦為主要原料，采用傳統(tǒng)的白廢硫酸法生產(chǎn)工藝。該工藝流程長(zhǎng)。水處設(shè)計(jì)事項(xiàng)生產(chǎn)間斷進(jìn)行，注意且生產(chǎn)過(guò)程中“三廢”排放較多，硫酸理但只要采取有效的法鈦環(huán)保治理措施，均可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。白廢本文主要簡(jiǎn)述以鈦鐵礦為原料，水處設(shè)計(jì)事項(xiàng)硫酸法工藝生產(chǎn)的注意鈦白廢水處理技術(shù)以及設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。

1 生產(chǎn)廢水的排放量

　　硫酸法鈦白生產(chǎn)廢水主要來(lái)自地坪沖洗、設(shè)備沖洗及酸解、鍛燒尾氣沖洗水，其廢水排放量及水質(zhì)與鈦鐵礦中的硫含量、工藝過(guò)程中洗水套用次數(shù)、操作管理水平有一定的關(guān)系。一般，噸產(chǎn)品鈦白粉廢水排放量約為80～250t／a，pH約為1～5，且含有微量FeSO4·7H2O，水量及水質(zhì)變化幅度較大。鈦白廢水處理站的設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量基本上仍應(yīng)根據(jù)工藝物料平衡計(jì)算為準(zhǔn)，再考慮各方面的影響因素來(lái)最終確定廢水的設(shè)計(jì)值。
　　國(guó)內(nèi)典型鈦白粉廠廢水排放量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

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(gè)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。方框工藝流程見(jiàn)圖1。

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(duì)廢水中的雜質(zhì)具有凝聚作用，鈦白酸性廢水處理一般采用Ca(OH)₂作為中和藥劑。其投加方法可采用干投或濕投，濕投反應(yīng)迅速、徹底，投加量小，故而受到廣泛應(yīng)用。
　　Ca(OH)₂乳液制備可采用生石灰通過(guò)消化反應(yīng)制得，或直接利用粉末Ca(OH)₂制得。采用生石灰消化，需增設(shè)石灰消化設(shè)備，并且相應(yīng)的石灰貯存容積及石灰運(yùn)輸量都需增大，從而導(dǎo)致固定資產(chǎn)投資的增加。對(duì)石灰用量較小及粉末Ca(OH)₂運(yùn)距較小的工程，建議直接采用粉末Ca(OH)₂制備。但無(wú)論采用何種原料，對(duì)于石灰乳制備、投配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都應(yīng)盡量密閉化、自動(dòng)化，以避免粉塵危害，保護(hù)工人的健康。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，石灰乳濃度應(yīng)以5％－10％為宜。
　　設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)如下：
　?、俨捎枚肥教嵘龣C(jī)提升石灰，應(yīng)保證石灰塊度小于30mm。
　?、谑业亩枯斔鸵瞬捎寐菪驓饬鬏斔蜋C(jī)，避免粉塵飛揚(yáng)。
　　③石灰乳液配制槽及儲(chǔ)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)械攪拌線速度一般為 3m/s左右，空氣攪拌強(qiáng)度為8～10 L／（s·m²）[1]。
　　④乳液泵的選型應(yīng)考慮泵的耐腐蝕及耐磨性能。
2.2 中和反應(yīng)及沉降
　　 鈦白酸性廢水中主要污染物為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增至8以上時(shí)，廢水中原有兩價(jià)鐵鹽被氧化成三價(jià)鐵鹽，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(guò)pH在線控制閥進(jìn)行調(diào)控，pH宜控制在6.5～8.5，以達(dá)到最佳效果。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，中和反應(yīng)停留時(shí)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，使其從廢水中去除。為取得較好的沉淀效果，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成懸浮顆粒，提高沉淀速度，減輕CaSO₄結(jié)垢現(xiàn)象。PAM投加量與PAM的分子量有很大關(guān)系，一般采用分子量300～600萬(wàn)單位，投加量為污水量的0.1％～0.15％，采用在線混合器實(shí)現(xiàn)廢水與PAM的連續(xù)混合。
　　設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：
　　①中和反應(yīng)槽應(yīng)設(shè)置攪拌裝置，以使反應(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0.2m³／（min·m³)[1]。
　　根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，空氣攪拌可大幅提高反應(yīng)效率，減少石灰乳用量，建議設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用，并采用膜片式防堵塞曝氣頭。
　　②CaSO₄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(jì)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，適于CaSO₄的分離。對(duì)于小流量廢水，設(shè)計(jì)宜選用堅(jiān)流式沉淀池，間斷運(yùn)行；對(duì)于大流量廢水，設(shè)計(jì)宜選用輻流式沉淀池，連續(xù)運(yùn)行。另外，輻流式沉淀池配有刮泥機(jī)，可減緩池內(nèi)壁CaSO₄的結(jié)垢現(xiàn)象。
　　目前，濟(jì)南裕興等廠家采用戈?duì)柲み^(guò)濾器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沉淀池對(duì)鈦白酸性廢水進(jìn)行處理，具有占地面積小，出水效果極佳（SS接近于零）等優(yōu)點(diǎn)。但該過(guò)濾器設(shè)備費(fèi)用較高，CaSO₄易在膜上粘著，需定期酸洗或更換；建議設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮占地、投資、出水水質(zhì)要求、運(yùn)行費(fèi)用等各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)因素，慎重選用。
　?、塾捎贑aSO₄粘性較大，沉淀池的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮排泥管檢修、維護(hù)的方便。無(wú)論何種沉淀池，均應(yīng)完全地上式設(shè)計(jì)；排泥管的設(shè)計(jì)也應(yīng)避免埋地，并設(shè)置沖洗水管路，定期進(jìn)行沖洗，避免堵塞。