淺談硫酸法鈦白粉廢水處理技術措施

張紅霞 張瑞敏

（河南佰利聯化學股份有限公司，河南 焦作 454191）

鈦白粉廣泛應用于制造涂料、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。

硫酸法生產鈦白粉的主要原料是鈦鐵礦和硫酸。該工藝為連續生產方式，工藝流程長，生產過程中三廢排放較多，但只要采用有效的環保治理措施，均可達國家排放標準。本文主要簡述硫酸法鈦白粉廢水處理技術措施，在廢水處理過程中各生產工序實現邏輯控制整體，同時實現遠程自動控制，節省大量勞動力，改變生產環境，實現減員增效，同時保證污水處理質量。從而保證鈦白產業健康發展，造福子孫后代。

1 廢水的排放量

硫酸法生產鈦白粉，廢水主要來自地坪沖洗、設備沖洗及酸解、煅燒尾氣沖洗水，其廢水排放及水質與鈦鐵礦中硫的含量、工藝過程中洗水套用次數、操作管理水平有一定關系。一般噸產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，水量及水質變化幅度較大。

2 通常采用的廢水處理工藝

鈦白工業廢水的處理，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、中和反應及沉降、污泥處置等。傳統的鈦白生產廢水處理過程，需要大量的人員現場實際操作，且作業現場空氣污染、粉塵污染，嚴重損害員工身體健康，機電一體化型廢水處理微機控制系統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，投配系統的設計應盡量密閉化、自動化，以避免粉塵危害，保護員工的健康。Ca(OH)2乳液濃度應以5～10%為宜。

2.1.1 工藝設計注意事項

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

2.1.2 機電一體化中藥劑配備、投配設計注意事項

①原料提升機與原料倉位傳感器控制I/O模塊的組合，通過內部系統總線與PLC主機（日本MORON C200H型）相連。現場增加原料提升機手動啟動、停止控制按鈕。②原料螺旋輸送機、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控制模塊通過內部系統總線，與PLC主機（日本MORON C200H型）相連，現場增加增加原料螺旋輸送機、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乳液與其進行反應，生成CaSO4沉淀，當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，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在線控制閥進行調整，PH值控制在6.5～8.5，以達到最佳效果，根據運行經驗，中和反應停留時間，應以15～30min為宜。由于中和產物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結垢現象，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結垢現象。PAM投加量與PAM的分子量有很大的關系，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廢水與PAM的連續混合。

2.2.1 工藝設計注意事項

①中和反映槽應設置攪拌裝置，使反應均勻快速進行。攪拌方式可采用機械攪拌或壓縮空氣攪拌，機械攪拌線速度一般為9m/s左右，空氣壓力為0.1～0.2MPa空氣攪拌強度為0.2m3/(min.m2),根據運行經驗，空氣攪拌可大幅提高反應速率，從而減少Ca(OH)2乳液用量，建議設計中優先采用，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，維護工作量較大，設計中應盡量避免，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，設計應選用豎流式沉淀池，間斷運行；對于大流量廢水，設計宜選用輻流式沉淀池，連續運行。③由于CsSO4粘性較大，沉淀池的設計應充分考慮排泥管檢修、維護的方便。無論何種沉淀池，均應完全地面上設計，排泥管的設計也應避免埋地，并設置沖洗水管路，定期進行沖洗，避免堵管。

2.2.2 中和反應及沉淀設計注意事項

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模塊通過內部總線，與PLC主機（日本MORON C200H型）相連。現場增加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模塊通過內部總線與PLC主機（日本MORON C200H型）相連。現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，通過內部總線與PLC主機（日本MORON C200H型）相連。現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

為了提高脫水設備的生產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行濃縮，再進行脫水機脫水。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，可直接進污泥脫水機進行脫水。目前污水處理常用的污泥脫水設備，主要有帶式壓濾機、板框壓濾機及離心脫水機，其中帶式壓濾機、離心脫水機因其處理量大、能連續運行，而在污水處理行業廣泛使用。但對于工業污水處理，設備的選型，其運行費用的高低也對整個裝置的正常運行，起到決定性的作用。

2.3.1 污泥水脫水機電控制注意事項

①中性污泥水進板框壓濾機泵、中性清水回收流量傳感器I/O模塊，通過內部總線與PLC主機（日本MORON C200H型）相連。現場增加中性污泥水進板框壓濾機泵，手動啟動、停止控制按鈕。②板框壓濾機自動空板液壓控制、濾餅輸送皮帶機控制I/O模塊，通過內部總線與PLC主機（日本MORON C200H型）相連。現場增加板框壓濾機自動空板、濾餅輸送皮帶手動啟動、停止控制按鈕。總之：硫酸法鈦白粉廢水處理技術，將會日益成為鈦白產業的重點，減輕廢水排放造成的環境污染，將具有重要的社會效益。

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

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