海绵钛生产产生的废盐水用于处理生活污水的经济性分析

秦兴华，黄子良

(攀钢集团钛业有限责任公司，四川 攀枝花 617000)

海绵钛生产产生的废盐水用于处理生活污水的经济性分析

秦兴华，黄子良

(攀钢集团钛业有限责任公司，四川 攀枝花 617000)

海绵钛生产中采用NaOH溶液处理氯化精制工序和镁电解工序产生的尾气时，会产生含一定浓度次氯酸钠的废盐水，为此，对该废盐水在生活污水消毒处理中的应用进行了分析。结果表明，海绵钛生产过程中产生的废盐水可用于生活污水消毒处理，当生活污水中的有效氯含量在4.9～5.5 mg/L、接触时间控制在0.5 h的情况下，经消毒后的水质能够达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》，降低了海绵钛生产企业废水处理成本，提高了资源综合利用水平。

海绵钛；废盐水；生活污水；消毒处理

0 引 言

某海绵钛厂采用熔盐氯化—镁热还原法生产海绵钛，设计年产能15 000 t，每年会产生约18 000 t的废盐水。废盐水的产生过程：熔盐氯化、TiCl4精制和镁电解工序尾气中均含有氯气，需对氯化、精制工序产生的尾气采用两级水洗和四级碱洗进行处理，对镁电解工序产生的尾气采用三级碱洗进行处理，碱洗液为浓度15%的NaOH溶液。碱洗后就会得到有效氯浓度在0.3%～1%的废盐水。该值仍高于我国GB 8978—1996《污水综合排放标准》，还需进一步经过酸化分解真空脱氯处理。处理工艺为：在废盐水中加入盐酸调整pH值至1.5～2，在反应罐内真空脱氯，得到的氯气进入处理系统回收利用，用氢氧化钠将反应后的盐水pH值调至中性，并加入亚硫酸钠脱除盐水中的余氯，然后将盐水送氯碱化工厂利用。

其中废盐水酸化分解的反应式为：

NaClO + HCl = NaCl + HClO

(1)

HClO+ HCl = Cl2↑+ H2O

(2)

对酸化分解及真空脱氯后的盐水中残留余氯脱除反应为：

NaClO + Na2SO3= NaCl + Na2SO4

(3)

但受处理工艺的制约，处理成本较高。另外，实际投产后，因废盐水中有效氯浓度低且波动范围大，难以实现“酸化分解+真空脱氯”工艺设计目标。因此，进行了海绵钛厂产生的废盐水用于处理生活污水的可行性研究，旨在降低废水处理成本，提高资源综合利用水平。

1 废盐水处理生活污水的可行性

1.1 废盐水的化学成分分析

氯化精制工序和镁电解工序产生的尾气中含有少量氯气，用NaOH溶液洗涤后得到含次氯酸钠的废盐水，反应如下式：

2NaOH + Cl2= NaCl + NaClO + H2O

(4)

对废盐水分别取了3批水样，按照我国GB 8978—1996《污水综合排放标准》进行水质分析，相关检测结果见表1。从表中可以看出，除色度和有效氯含量超标外，其他各项指标均达到了国家标准要求，用于生活污水处理时，色度通过稀释，有效氯经过杀菌消耗估计不会造成二次污染。

表1 废盐水水质检测结果Table 1 Test results of waste brine

1.2 生活污水的处理

生活污水处理工艺的最后一道工序是进入接触消毒池采用二氧化氯消毒后达标排放。废盐水中NaClO与二氧化氯具有同样杀菌作用，且消毒剂量有效氯的浓度达到ppm级即可，因此废盐水可用于对生活污水消毒处理。可不改变生活污水原有处理工艺流程，仅需在原接触消毒池旁增建一个可够储存1～2天消毒用的废盐水简易储槽。海绵钛厂用专门的防腐槽车将废盐水运至污水处理厂，排至储槽。储槽需做防腐处理和防阳光照射。

2 废盐水处理生活污水试验

生活污水消毒有效氯剂量在4.9～5.5 mg/L、接触消毒时间在0.5 h。按此剂量取相当量的废盐水对生活污水进行处理，结果见表2。由于该处理工序是生活污水的最后一道工序，除大肠菌超标，其他指标已合格，且废盐水也只有色度和有效氯超标，因此表2仅给出了生活污水处理前后大肠菌、有效氯和色度的对比值。结果表明用废盐水进行生活污水最后一道工序处理完全可以达到排放标准。

表2 废盐水消毒生活污水试验结果Table 2 Test results of sewage disinfected with waste brine

3 经济效益分析

海绵钛生产过程中产生的低有效氯浓度废盐水用于生活污水消毒，采用直接计量加入方式，工艺简单，增加设施少，实现了以废治废，不仅可以解决废盐水采用其他方式处理利用难度大、无害化处理费用高的问题，而且还降低了生活污水处理费用和海绵钛生产企业环保的压力。

低有效氯浓度废盐水原采用“酸化分解+真空脱氯”处理，工艺复杂。所需设备多(见表3)，系统运行不稳定。“酸化分解+真空脱氯”处理废盐水，其处理成本大约为360 元/t(见表4)。处理后虽能够回收部分氯气及盐水，但效益不高，故未在成本中剔除。

表3 废盐水“酸化处理+真空脱氯”主要处理设备Table 3 Main equipments of acidification and vacuum dechlorination treatment

而用废盐水处理生活污水，只需增建一个50 m3的废盐水储槽，并配套一个流速调节阀、φ25 mm×15 m的PVC管道，由于废盐水处理时进行了稀释，相应地消毒后的水体中盐含量较低，不需要其他处理。因此处理主要成本包括运输费及人工折旧费，运输距离为19 km，运输成本(含槽车租赁使用费)为2 元/(km·t)，运输成本为38 元/t，人工及折旧费19 元/t，合计综合处理成本57 元/t。可见，废盐水用于生活污水消毒比采用“酸化分解+真空脱氯”处理工艺吨处理费降低303元。

表4 废盐水“酸化处理+真空脱氯”处理成本Table 4 Cost of acidification and vacuum dechlorination treatment

按某海绵钛厂设计产能为15 000t/a计算，废盐水产生量为18 000 t/a，将废盐水用于生活污水消毒处理，该海绵钛厂每年可降低废盐水处理成本：

303元/t×18 000 t=5 454 000元

相应地，降低吨海绵钛生产成本：

5 454 000元÷15 000 t=363.6元/t

4 结 论

(1)海绵钛生产中产生的有效氯浓度低的废盐水用于生活污水消毒是可行的，处理后生活污水水质可以达到我国GB 8978—1996《污水综合排放标准》，且处理工艺简单。

(2)海绵钛生产过程中产生的废盐水用于生活污水消毒处理海绵钛厂仅需增加57 元/t的成本(污水处理厂节省的材料成本未计)。比“酸化分解+真空脱氯”处理成本降低363.6元，实现了以废治废，提高了资源综合利用水平。

国内外新闻

东方锆业母液酸金属钪回收项目正式投产

广东东方锆业科技股份有限公司乐昌分公司(以下简称“乐昌分公司”)利用自筹资金建设的氯氧化锆母液酸金属钪回收项目所有生产所需设备已经到位并完成试生产工作，并于2014年12月19日开始正式生产运营。

该项目通过在乐昌分公司原有的氯氧化锆生产线上配套新建氯氧化锆母液酸金属钪回收生产线的方式实施。根据现有氯氧化锆产能及项目规划，项目投产后预计可达到年产高纯氧化钪2 500 kg、混合稀土氧化物20 t及氯氧化锆(回收)150 t的产能。

来源：中国证券报

Economic Analysis of Disinfection of Sewage with Brine Produced by Titanium Sponge Plant

Qin Xinghua,Huang Ziliang

NaOH solution is used to wash the exhaust of magnesium chloride electrolytic process and melt chlorination process in titanium sponge plant. And the production is brine with sodium hypochlorite. The application of brine in sewage disinfection was analyzed. The results show that this brine can be used to disinfect sewage. When effective chlorine content is 4.9 mg/L to 5.5 mg/L in the sewage and the contact time is controlled in 0.5 h cases, the water after disinfection can meet the standards of GB 8978—1996,integrated wastewater discharge standard.It reduces cost of wastewater treatment of titanium sponge production enterprises and promotes the comprehensive utilization of resources.

titanium sponge;brine;sewage;disinfection

2014-03-27

黄子良(1971—)，男，高级工程师。

(Titanium Industry Co., Ltd.,Pangang Group,Panzhihua 617000, China)