CN101962239B - 一种钛白废水的净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钛白废水的净化方法，其特征在于：向钛白废水中加入过量的石灰乳或者电石渣浆，在搅拌条件下进行中和反应，得到pH值为9～12的含有沉淀物的废水，将得到的含沉淀物的废水进行固液分离，向滤液先加入碳酸钠反应30min～50min后，再加入磷酸三钠反应，进行除钙处理，向除钙后的废水中加硫酸反中和，调节pH值使其达到6～9之间,得到净化水。本发明具有流程简单、设备无特殊要求、原材料消耗低等特点，使废水经处理后能够达到国家回用水的技术标准，从而回用于生产车间，对于大量产生的钛白废水而言，本发明解决了处理成本过高的问题，具有工业化应用的技术经济可行性。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法，特别涉及一种硫酸法钛白废水的处理净化方法。
背景技术
硫酸法钛白粉生产工艺是应用广泛的生产方法，但其存在废渣、废水、废气等三废排放量大，污染严重的问题，其生产过程中需排出大量废水，仅酸性废水的排放量就达100～150吨/每吨钛白粉，主要有水洗步骤中产生的水洗废水、煅烧步骤中产生的尾气洗涤水、酸解步骤中产生的尾气洗涤水、设备和车间冲洗水等。钛白酸性废水的杂质成分主要为：铁离子、亚铁离子、偏钛酸、锰离子、铜离子、锌离子、铬离子、固体悬浮物等；其中含硫酸1%～4%,含总铁1%左右，必须处理达到含总铁3ppm以下的pH值为6～9的相关回用水标准后才能回用于生产车间。
现有技术中钛白酸性废水处理工艺一般采用生石灰中和法，流程为先将生石灰消化成石灰乳，再采用其中和酸性废水至中性；如中国专利200610039259.2涉及一种酸性废水处理的方法,将生石灰消化渣以磨机湿磨法磨成90%过60目料浆,以此料浆中和钛白酸性废水；再经充分曝气氧化后，沉渣压滤分离出石膏渣和水；上述方法存在以下缺点：
1、处理后废水的pH值很难控制在合格范围内，因为石灰乳与钛白废水中杂质发生的中和反应在pH值为6～9这一区间内处于突变点，要求在严格控制二者的添加量，石灰乳稍一过量，混合物的pH值就会迅速达到10以上，很难采用人工或者自动控制的手段来稳定地调节pH值在6～9之间；
2、上述方法难以确保废水中的亚铁（铁）离子及其它金属离子能有效除去并达到相关标准要求；
因此，上述方法所处理的废水通常只达到了达标排放的标准，尚未达到指标要求更严格的于钛白生产回用水标准，没有实现钛白废水回用的目的，需进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术技术之不足提供一种钛白废水的净化方法，它使钛白废水经处理后能够达到国家钛白回用水的技术标准，实现钛白废水回用，并具有设备成本低、投资小、工艺简单的优点，具有良好的经济可行性。
本发明的技术方案是：
一种钛白废水的净化方法，其特征在于：采用石灰乳或者电石渣浆除去钛白废水中的杂质，按以下步骤进行:
步骤1：向钛白废水中加入石灰乳或者电石渣浆进行中和反应，得到含有沉淀物的废水，并保持石灰乳或者电石渣过量；
步骤2：将步骤1得到的沉淀物的废水进行固液分离，向滤液依次加入碳酸钠和磷酸三钠进行除钙处理，得到除钙后的废水；
步骤3：除钙后的废水加硫酸反中和，调节pH值使其达到6～9之间,得到净化水。
作为对本发明的进一步改进，所述的步骤1中中和反应是在搅拌的条件下进行，所述的中和反应后废水的pH值保持为9～12。
作为对本发明的进一步改进， 所述的中和反应后废水的pH值保持为9～12的方法是添加过量的石灰乳或者电石渣浆。
作为对本发明的进一步改进，所述的步骤2中是先添加碳酸钠进行反应30min～50min后，再加入磷酸三钠进行反应。
作为对本发明的进一步改进，所述的步骤2中碳酸钠添加量是按碳酸钠：废水中总钙的摩尔比为0.9:1～0.95:1进行添加， 磷酸三钠添加量是按磷酸三钠：废水中总钙的摩尔比为0.067:1～0.033:1进行添加。
本发明的反应机理是：采用石灰乳或者电石渣浆中的氢氧化钙中和钛白酸性废水中的硫酸，亚铁（铁）离子和其它金属离子与石灰乳或者电石渣反应生成了沉淀物；其主要反应方程式为：
再处理废水中所含钙：利用碳酸钠先与部分钙（少部分为氢氧化钙，大部分为硫酸钙）反应生成碳酸钙沉淀，30～50分钟后再用磷酸三钠与剩余的钙反应,生成的磷酸钙沉淀包裹在碳酸钙表面,形成较大的沉淀颗粒，其反应方程式为：
步骤3 使用硫酸反中和调节水的pH值达到6～9之间。
本发明的有益效果是：
由于步骤1通过使石灰乳或者电石渣过量的措施，使反应体系处于碱性环境下，从而使钛白废水中的硫酸被全部中和，二价铁等金属离子也能全部形成沉淀，达到去除铁、锰等杂质的目的；避免了石灰乳与钛白废水中杂质发生的中和反应在pH值为6～9这一区间内处于突变点所带来的废水PH难以控制问题。
针对步骤1所得废水不可避免会出现含钙高的特点，在步骤2采用碳酸钠-磷酸三钠复合除钙方法，此法可分二步除去废水中的钙，较现有技术单纯使用碳酸钠除去废水中的钙的方法，可降低碳酸钠的消耗量，磷酸三钠与剩余钙反应时所生成的磷酸钙沉淀包裹在碳酸钙表面,形成较大的沉淀颗粒，容易分离，除钙效果更佳，在保证除钙的效果的同时，除钙成本也能进一步降低，具有良好的技术经济可行性。
由于步骤3采用硫酸反向中和废水，可在步骤2完成除钙任务后再调节废水的pH值为6～9，达到相关回用水标准。
本发明具有流程简单、设备无特殊要求、原材料消耗低等特点，实现了以废治废，对于大量产生的钛白废水而言，本发明解决了处理成本过高的问题，具有工业化应用的技术经济可行性。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1:
一种钛白废水达标回用的处理工艺，其工艺流程图如图1所示, 钛白废水的成份( mg/l)为： Cu0.8、Mn1.1、Zn5.5、Cr0.02、S0.07、Fe3000、H2SO420000、pH0.9，钛白废水设计流量为400m3/h，最大流量为600 m3/h,连续流动进入反应池, 在反应池中加入过量含固量为5%的电石渣，采用机械搅拌,钛白废水中夹带的硫酸被中和,亚铁离子和其它金属离子与电石渣反应生成了沉淀物；使反应后pH值为9；固液分离后分析得知滤液中含钙离子为695 mg/l；除硬池中先加入1.6Kg/m3的碳酸钠（碳酸钠：废水中总钙=0.9:1摩尔比），反应30分钟后再加入0.19Kg/m3的磷酸三钠(磷酸三钠：废水中总钙=0.067:1摩尔比)；使用2.5Kg/ h的浓硫酸反中和，废水的最终pH值为6；取样分析回用水的成份( mg/l)为：Cu0.013、Mn0.014、Zn0.02、Cr0.002、S0.002、Fe0.2、H2SO40、Ca25、pH7.5、SS5，其中含钙达到工业水的水平，符合国家回用水标准的水,送车间回用。
实施例2
一种钛白废水达标回用的处理工艺，其工艺流程图如图1所示,钛白废水的成份( mg/l)为：
Cu0.6、Mn0.9、Zn9.5、Cr0.05、S0.06、Fe4000、H2SO430000、pH0.9。钛白废水设计流量为400m3/h，最大流量为600 m3/h,连续流动进入反应池,在反应池中加入过量含固量为6%的石灰乳，使反应后pH值为12；固液分离后分析得知滤液中含钙离子为690 mg/l；除硬池中先加入1.74Kg/m3的碳酸钠（碳酸钠：废水中总钙=0.95:1摩尔比），反应40分钟后再加入0.15Kg/m3的磷酸三钠(磷酸三钠：废水中总钙=0.033:1摩尔比)；使用3.0Kg/ h的浓硫酸中和，废水的最终pH值为9；取样分析回用水的成份( mg/l)为： Cu0.015、Mn0.012、Zn0.05、Cr0.002、S0.02、Fe0.13、H2SO40、Ca175、pH8.1、SS4。其中含钙达到工业水的水平，符合国家回用水标准的水,送车间回用。
实施例3
一种钛白废水达标回用的处理工艺，其工艺流程图如图1所示,钛白废水的成份( mg/l)为： Cu0.5、Mn1.3、Zn3.5、Cr0.03、S0.05、Fe2000、H2SO419000、pH1.0。钛白废水设计流量为400m3/h，最大流量为600 m3/h,连续流动进入反应池,在反应池中加入过量含固量为5%的电石渣，使反应后pH值为10.5；固液分离后分析得知滤液中含钙离子为700 mg/l；除硬池中先加入1.8Kg/m3的碳酸钠（碳酸钠：废水中总钙=0.93:1摩尔比），反应50分钟后再加入0.13Kg/m3的磷酸三钠(磷酸三钠：废水中总钙=0.046:1摩尔比)；使用2Kg/ h的浓硫酸中和，废水的最终pH值为7.6；取样分析回用中水的成份( mg/l)为： Cu0.009、Mn0.008、n0.07、Cr0.002、S0.02、Fe0.15、H2SO40、Ca18、pH6.8、SS1，其中含钙达到工业水的水平，符合国家回用水标准的水,送车间回用。
Claims (4)
1.一种钛白废水的净化方法，其特征在于：采用石灰乳或者电石渣浆除去钛白废水中的杂质，按以下步骤进行:
步骤1：向钛白废水中加入石灰乳或者电石渣浆进行中和反应，得到含有沉淀物的废水，并保持石灰乳或者电石渣浆过量；
步骤2：将步骤1得到的沉淀物的废水进行固液分离，向滤液依次加入碳酸钠和磷酸三钠进行除钙处理，得到除钙后的废水；所述的碳酸钠添加量是按碳酸钠：废水中总钙的摩尔比为0.9:1～0.95:1进行添加， 磷酸三钠添加量是按磷酸三钠：废水中总钙的摩尔比为0.067:1～0.033:1进行添加；
步骤3：除钙后的废水加硫酸反中和，调节pH值使其达到6～9之间,得到净化水。
2.根据权利要求1所述的钛白废水的净化方法, 其特征在于：所述的步骤1中中和反应是在搅拌的条件下进行，所述的中和反应后废水的pH值保持为9～12。
3.根据权利要求2所述的钛白废水的净化方法, 其特征在于： 所述的中和反应后废水的pH值保持为9～12的方法是添加过量的石灰乳或者电石渣浆。
4.根据权利要求1所述的钛白废水的净化方法, 其特征在于：所述的步骤2中是先添加碳酸钠进行反应30min～50min后，再加入磷酸三钠进行反应。
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