硫酸法鈦白粉生產(chǎn)廢水治理的實(shí)驗(yàn)研究-李剛

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第２７卷第４期２００７年４月

工業(yè)水處理

ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔ

Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．４Ａｐｒ．，２００７

硫酸法鈦白粉生產(chǎn)廢水治理的實(shí)驗(yàn)研究

李剛１，趙晴２，于魯冀１，郝紹菊３

（１．鄭州大學(xué)環(huán)境技術(shù)咨詢工程公司，河南鄭州４５０００２；２．河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院，河南鄭州４５００５２；

３．黃河科技學(xué)院，河南鄭州４５００６３）

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試驗(yàn)研究工業(yè)水處理２００７－０４，２７（４）

質(zhì)量從７～２５ｇ不等，分別制成３００ｍＬ的氫氧化鈣乳濁液。取兩組廢水，每組７份，每份５００ｍＬ，分別投加不等量的由電石渣或石灰制成的氫氧化鈣乳濁液，經(jīng)六聯(lián)電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌１５ｍｉｎ后，沉降５ｍｉｎ，取上清液，測(cè)定ｐＨ、Ｆｅ２＋和ＣＯＤＣｒ。檢測(cè)結(jié)果見圖２￣圖４。

圖１硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程

要物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：硫酸１５％～２０％，ＦｅＳＯ４５％，

ＴｉＯＳＯ４２％，Ａｌ２（ＳＯ４）３２％。

（２）水洗廢水（中濃度酸性廢水）。主要來(lái)自偏鈦酸水洗工段。其中Ｈ２ＳＯ４質(zhì)量分?jǐn)?shù)為０．８％～１％，

ＦｅＳＯ４為０．１％以及少量其他可溶性硫酸鹽。

（３）酸解尾氣堿洗廢水（中濃度酸性廢水）。酸解尾氣中的酸霧采用稀堿液洗滌處理，洗滌廢液冷卻降溫后循環(huán)使用，循環(huán)到一定程度后排放，但排放量相對(duì)較小。其中ＦｅＳＯ４質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１．５％，Ｈ２ＳＯ４為

圖２投加質(zhì)量對(duì)廢水ｐＨ的影響

４．３％。

本實(shí)驗(yàn)用水取自某硫酸法鈦白粉廠綜合廢水處理調(diào)節(jié)池，實(shí)驗(yàn)用水量為１５Ｌ。廢水水質(zhì)見表１。

表１

項(xiàng)目廢水標(biāo)準(zhǔn)

廢水水質(zhì)

ＣＯＤＣｒ／（ｍｇＬ－１）

Ｆｅ２＋／（ｍｇＬ－１）

圖３

３５５２．５—

投加質(zhì)量對(duì)廢水中Ｆｅ２＋的影響

ｐＨ＜２６￣９

４２５１５０

２實(shí)驗(yàn)部分

２．１主要試劑與儀器

主要試劑：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為９８％的硫酸；硫酸亞鐵銨；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為０．５％的鄰菲啰啉；１００ｇ／Ｌ的鹽酸羥胺；１＋３鹽酸；０．２５ｍｏｌ／Ｌ的重鉻酸鉀。

主要儀器：７２１分光光度計(jì)；微波消解儀；六聯(lián)攪拌機(jī)；１０００ｍＬ燒杯。

圖４

投加質(zhì)量對(duì)廢水中ＣＯＤＣｒ的影響

圖４可知，投加電石渣或石灰后，首先由圖２～

發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，使得水樣的ｐＨ增加，同時(shí)通過(guò)攪拌將原水中少部分Ｆｅ２＋轉(zhuǎn)化成為Ｆｅ３＋，從而生成

２．２石灰和電石渣成分

石灰來(lái)源于該鈦白粉廠；電石渣來(lái)源于某氯堿

廠，主要成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（干基）為Ｃａ（ＯＨ）２７８％、ＳｉＯ２

１６％、Ａｌ２Ｏ３１．５％及其他雜質(zhì)。電石渣和石灰首先經(jīng)過(guò)

１０５℃高溫干燥３ｈ，去除其中游離水分。經(jīng)河南省建材工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站檢測(cè)，干燥后石灰ＣａＯ質(zhì)量分?jǐn)?shù)為５７．１０％，干燥后電石渣ＣａＯ質(zhì)量分?jǐn)?shù)為５８．９４％。

２．３實(shí)驗(yàn)方法

分別稱?。贩萁?jīng)過(guò)烘干的電石渣和石灰，每份

Ｆｅ（ＯＨ）３沉淀，故廢水的Ｆｅ２＋濃度下降，ＣＯＤＣｒ也隨著減少；當(dāng)電石渣投加質(zhì)量≥２２ｇ，Ｆｅ２＋去除效果顯著，ＣＯＤＣｒ達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但此時(shí)廢水偏堿性；石灰投加質(zhì)量≥１９ｇ時(shí)，Ｆｅ２＋去除效果顯著，ＣＯＤＣｒ也達(dá)

到排放標(biāo)準(zhǔn)，但此時(shí)水樣偏酸性；電石渣或石灰投加質(zhì)量增加到一定值后，Ｆｅ２＋濃度、ＣＯＤＣｒ等變化不明顯。

綜上所述，在治理硫酸法鈦白粉廠酸性廢水時(shí)，

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投加烘干電石渣對(duì)廢水的中和作用和對(duì)ＣＯＤＣｒ的去除作用和投加石灰具有相同的效果，其投加量和石灰相差不大，如果采用烘干電石渣投加量約為石灰的１．１５倍。

李剛，等：硫酸法鈦白粉生產(chǎn)廢水治理的實(shí)驗(yàn)研究采用電石渣代替石灰治理酸性廢水可綜合利用電石渣，還節(jié)約了電石渣處理過(guò)程中土地占用和處理費(fèi)用問(wèn)題。但處理后的廢水目前還不能通過(guò)企業(yè)自身循環(huán)利用，但是針對(duì)不同的鈦白粉廠所處的區(qū)域位置，結(jié)合當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)類型，可以考慮從區(qū)域的角度進(jìn)行治理后廢水的再利用。

３經(jīng)濟(jì)可行性

在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，采用電石渣還是石灰治理酸

性廢水，最主要考慮的是運(yùn)行費(fèi)用，包括以下幾個(gè)方面：

根據(jù)調(diào)查，石灰的售價(jià)（１）電石渣或石灰的價(jià)格。

大約為１５０元／ｔ，而電石渣是氯堿廠產(chǎn)生的廢渣，氯堿企業(yè)基本上可以免費(fèi)提供電石渣。因此在原材料的價(jià)格方面電石渣具有相當(dāng)大的優(yōu)越性。

（２）電石渣或石灰的運(yùn)輸費(fèi)用。氯堿廠所排放的電石渣含水量≤４０％，因此實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中如果采用電石渣代替石灰則需要投加１．９倍的電石渣（其中主要是含有大量水分）。因此在運(yùn)輸過(guò)程中電石渣的運(yùn)輸費(fèi)用要高出石灰運(yùn)輸費(fèi)用近１倍。

石灰在使用過(guò)程中需要熟（３）設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。

化，生成氫氧化鈣，并配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１０％的

２００５年１１月，該企業(yè)根據(jù)電石渣的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

決定使用電石渣處理酸性廢水，目前已經(jīng)建成并投入運(yùn)行。運(yùn)行效果表明，完全可以達(dá)到石灰的處理效果，處理后廢水可達(dá)標(biāo)排放。其廢水處理成本為２．５元／ｔ，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

４結(jié)論

（１）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用電石渣治理硫酸法鈦白

粉生產(chǎn)廢水的工藝是可行的，其烘干后的電石渣消耗量與石灰相比相差不大，但含有４０％水分的電石渣消耗量是石灰的１．９倍。

（２）電石渣的原料費(fèi)用基本為零，但是運(yùn)輸費(fèi)用是石灰的１．９倍。因此，采用電石渣治理該酸性廢水時(shí)要考慮石灰和電石渣在運(yùn)輸費(fèi)用和原料成本上的經(jīng)濟(jì)比較，針對(duì)本次實(shí)驗(yàn)研究，采用電石渣的廢水處理運(yùn)行成本為２．３９元／ｔ，遠(yuǎn)低于石灰的５．２７元／ｔ。

（３）利用電石渣治理酸性廢水可以使廢渣綜合處理，節(jié)約了資源，體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的意義，因此建議企業(yè)在治理酸性廢水的同時(shí)積極尋求硫酸鈣渣的再次循環(huán)利用。

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