浅谈硫酸法钛白粉废水处理技术措施

张红霞 张瑞敏

（河南佰利联化学股份有限公司，河南 焦作 454191）

钛白粉广泛应用于制造涂料、高级白色油漆、白色橡胶、合成纤维、电焊条、人造丝的减光剂、塑料和高级纸张的填料等方面，还用于电讯器材、冶金、印染、印刷、搪瓷、航天等行业。

硫酸法生产钛白粉的主要原料是钛铁矿和硫酸。该工艺为连续生产方式，工艺流程长，生产过程中三废排放较多，但只要采用有效的环保治理措施，均可达国家排放标准。本文主要简述硫酸法钛白粉废水处理技术措施，在废水处理过程中各生产工序实现逻辑控制整体，同时实现远程自动控制，节省大量劳动力，改变生产环境，实现减员增效，同时保证污水处理质量。从而保证钛白产业健康发展，造福子孙后代。

1 废水的排放量

硫酸法生产钛白粉，废水主要来自地坪冲洗、设备冲洗及酸解、煅烧尾气冲洗水，其废水排放及水质与钛铁矿中硫的含量、工艺过程中洗水套用次数、操作管理水平有一定关系。一般吨产品钛白粉废水排放量约为80～250t/a，PH值约为1～5，且含有微量FeSO4·7H2O，水量及水质变化幅度较大。

2 通常采用的废水处理工艺

钛白工业废水的处理，通常采用中和法，一般分成三个组成部分：中和药剂的制备和投配、中和反应及沉降、污泥处置等。传统的钛白生产废水处理过程，需要大量的人员现场实际操作，且作业现场空气污染、粉尘污染，严重损害员工身体健康，机电一体化型废水处理微机控制系统可较好的解决这一问题。

2.1 中和药剂的制备及投配

由于Ca(OH)2可以中和任何浓度的酸性废水，且其本身对废水中的杂质具有凝聚作用，钛白酸性废水处理可采用Ca(OH)2作为中和药剂，其投放方法可采用干投或湿投，湿投反应迅速、彻底、投加量小，故而广泛采用。Ca(OH)2乳液制备可采用多种方法制得，无论采用何种原料，投配系统的设计应尽量密闭化、自动化，以避免粉尘危害，保护员工的健康。Ca(OH)2乳液浓度应以5～10%为宜。

2.1.1 工艺设计注意事项

①采用斗式提升机提升原料，应保证原料块度小于30mm。②原料定量输送易采用螺旋式气流输送机，避免粉尘飞扬。③Ca(OH)2乳液配置槽及储槽都应设置搅拌装置，搅拌方式可采用机械搅拌或压缩空气搅拌，以机械搅拌居多，机械搅拌线速度一般3m/s左右，空气搅拌强度为8～10L/（s.m2）。④Ca(OH)2泵的选型应考虑泵的耐腐蚀及耐磨性能。

2.1.2 机电一体化中药剂配备、投配设计注意事项

①原料提升机与原料仓位传感器控制I/O模块的组合，通过内部系统总线与PLC主机（日本MORON C200H型）相连。现场增加原料提升机手动启动、停止控制按钮。②原料螺旋输送机、乳化水注入控制电磁阀、乳液液位传感器、乳液浓度测量传感器、乳液制备池搅拌五者I/O控制模块通过内部系统总线，与PLC主机（日本MORON C200H型）相连，现场增加增加原料螺旋输送机、乳化水注入控制电磁阀、乳液配备池搅拌手动启动、停止控制按钮。

2.2 中和反应及沉降

钛白酸性废水注意污染物为H2SO4及微量FeSO4·7H2O，采用Ca(OH)2乳液与其进行反应，生成CaSO4沉淀，当PH值增到8以上时，废水中原有的二价铁盐（F2+)被氧化成三价铁盐（F3+），氢氧化铁胶体为表面活性物质，能起到吸附作用，加快沉降速度。

Ca(OH)2乳液的投加，可通过PH在线控制阀进行调整，PH值控制在6.5～8.5，以达到最佳效果，根据运行经验，中和反应停留时间，应以15～30min为宜。由于中和产物CaSO4重度较大，可采用重力沉降法，使其从废水中除去。为取得较好的沉降效果，减轻CaSO4结垢现象，可在废水沉淀前适量投加高分子絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）,使CaSO4和其他悬浮物一同絮凝或悬浮颗粒，提高沉淀速度，减轻CaSO4结垢现象。PAM投加量与PAM的分子量有很大的关系，一般采用分子量300～600万单位，投加量为污水量的0.1%～0.15%，采用在线混合器实现废水与PAM的连续混合。

2.2.1 工艺设计注意事项

①中和反映槽应设置搅拌装置，使反应均匀快速进行。搅拌方式可采用机械搅拌或压缩空气搅拌，机械搅拌线速度一般为9m/s左右，空气压力为0.1～0.2MPa空气搅拌强度为0.2m3/(min.m2),根据运行经验，空气搅拌可大幅提高反应速率，从而减少Ca(OH)2乳液用量，建议设计中优先采用，并采用膜片式防堵塞曝气头。②CsSO4粘性较大，采用斜板、斜管沉淀池，易引起斜板、斜管堵塞，维护工作量较大，设计中应尽量避免，竖流式沉淀池、辐流式沉淀池有效容积大，占地面积小，排泥方便，适用于CsSO4的分离。对于小流量废水，设计应选用竖流式沉淀池，间断运行；对于大流量废水，设计宜选用辐流式沉淀池，连续运行。③由于CsSO4粘性较大，沉淀池的设计应充分考虑排泥管检修、维护的方便。无论何种沉淀池，均应完全地面上设计，排泥管的设计也应避免埋地，并设置冲洗水管路，定期进行冲洗，避免堵管。

2.2.2 中和反应及沉淀设计注意事项

①Ca(OH)2乳液注入控制、废酸水注入控制、中和液位传感器控制I/O模块通过内部总线，与PLC主机（日本MORON C200H型）相连。现场增加Ca(OH)2乳液注入控制电磁阀、废酸水注入控制手动启动、停止控制按钮。②压缩空气控制、PH值测量电极传感器I/O模块通过内部总线与PLC主机（日本MORON C200H型）相连。现场增加曝气池压缩空气电磁阀手动启停止控制按钮。③中和后上层中性水清水与下层污泥水，分别通过I/O控制模块排放，通过内部总线与PLC主机（日本MORON C200H型）相连。现场增加中和后上层中性水排放、下层污泥水排放手动启动、停止控制按钮。

2.3 污泥处理

为了提高脱水设备的生产效率尽可能减少湿污泥的含水率，从沉降槽排出的污泥，一般先去污泥浓缩池进行浓缩，再进行脱水机脱水。污泥浓缩池间断运行不仅起到浓缩作用，也有一定的污泥贮存及缓冲作用。对于小流量的废水，由于沉淀池间断运行，也起到一定的浓缩作用，可直接进污泥脱水机进行脱水。目前污水处理常用的污泥脱水设备，主要有带式压滤机、板框压滤机及离心脱水机，其中带式压滤机、离心脱水机因其处理量大、能连续运行，而在污水处理行业广泛使用。但对于工业污水处理，设备的选型，其运行费用的高低也对整个装置的正常运行，起到决定性的作用。

2.3.1 污泥水脱水机电控制注意事项

①中性污泥水进板框压滤机泵、中性清水回收流量传感器I/O模块，通过内部总线与PLC主机（日本MORON C200H型）相连。现场增加中性污泥水进板框压滤机泵，手动启动、停止控制按钮。②板框压滤机自动空板液压控制、滤饼输送皮带机控制I/O模块，通过内部总线与PLC主机（日本MORON C200H型）相连。现场增加板框压滤机自动空板、滤饼输送皮带手动启动、停止控制按钮。总之：硫酸法钛白粉废水处理技术，将会日益成为钛白产业的重点，减轻废水排放造成的环境污染，将具有重要的社会效益。

[1]秦霄鹏,王贵鹏,马清;硫酸法钛白粉生产过程中废酸和废水的治理[J];山东环境;2002年06期

[2]刘建,王金银;硫酸法生产钛白的废酸治理[J];化工生产与技术;2003年01期