CN102276086A - 一种钛白粉生产废水的离心-微絮凝再生处理组合方法 - Google Patents

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徐竟成
阮星
黄菊文
李光明
罗兰
贺文智
范建伟
梁永利
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Abstract

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种钛白粉生产废水的离心-微絮凝再生处理组合方法，其包含以下步骤：(1)取钛白粉三洗废水置于离心机中离心；(2)将混凝剂加入到步骤(1)经离心后的废水中先进行快速搅拌，再加入絮凝剂后进行慢速搅拌；(3)将步骤(2)处理过的絮凝水进行过滤。本发明可回收大部分钛白粉，且在较佳组合工艺条件下经处理后，出水可满足生产工艺一洗、二洗的进水要求。经组合工艺处理后的三洗废水可得到有效回用，同时达到节水减排的目的。

Description

一种钛白粉生产废水的离心-微絮凝再生处理组合方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，涉及一种钛白粉生产废水的再生处理组合方法。
背景技术
纯净的二氧化钛(TiO2)俗称钛白粉，粒径一般为0.2～0.4μm。TiO2化学性质稳定，不溶于水、脂肪酸、有机酸和弱无机酸等。由于其稳定的化学性质和理想的粒度分布、折射率、着色力、覆盖率等特点，钛白粉已广泛应用于涂料、塑料、橡胶、油墨、化纤、日化、医药、食品等行业。
钛白粉的工业生产方法有硫酸法和氯化法两种。目前，国内钛白粉的工业生产方法以硫酸法为主，该法的生产工艺流程主要包括酸解结晶、水解、一洗、漂白、二洗、煅烧、粉碎、化学处理、三洗、后粉碎等。在三洗过程中，采用去离子水对钛白粉进行水洗以除去水溶性盐类等杂质，但易产生TiO2颗粒穿滤现象，并使TiO2颗粒随水洗后的废水排入水体，造成了二氧化钛资源的浪费，同时对水环境造成了污染。为此，将含有TiO2颗粒的三洗废水进行固液分离，不仅可以回收得到纯净的TiO2，同时将处理后的废水进行回用，达到节水减排的目的。
目前钛白粉三洗废水的处理方法主要采用膜分离技术，该技术主要是对钛白粉三洗水中的偏钛酸及TiO2进行回收，截留率高达99％左右，但钛白粉粒子易堵塞膜孔，造成严重的膜污染，存在膜使用寿命短、处理费用高等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷而提供一种钛白粉生产废水的离心-微絮凝再生处理组合方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
根据我国钛白粉企业生产过程中排放大量三洗废水的实际情况，提出一种以“离心-微絮凝”组合工艺为主，辅以砂滤的方法，组成一套完整的处理工艺，使三洗废水得到再生利用。
一种钛白粉生产废水的离心-微絮凝再生处理组合方法，包含步骤：
(1)离心：取钛白粉三洗废水置于离心机中离心，该过程可使含TiO2的三洗废水实现大部分的固液分离；
(2)微絮凝：将混凝剂加入到步骤(1)经离心后的废水中先进行快速搅拌，形成小絮体，再加入絮凝剂后进行慢速搅拌，在慢速搅拌作用下逐渐形成较大絮体；
(3)将步骤(2)处理过的混合均匀的絮凝水进行过滤。
所述的步骤(1)中离心机的转速为1000～2000r/min，离心时间设置为6～8min。
所述的步骤(2)中快速搅拌速度为300～400r/min，搅拌时间为1～2min；慢速搅拌速度为20～80r/min，搅拌时间为10～15min。
所述的步骤(2)中混凝剂的添加量为10～60mg/L废水，絮凝剂添加量为0～3mg/L废水。
所述的步骤(3)的过滤在砂滤器中进行。
所述的步骤(3)中砂滤器的砂滤层为石英砂，滤层高为50～100cm，石英砂颗粒粒径为0.6～1.2mm。
所述的混凝剂选自聚合氯化铝、聚合硫酸铁、硫酸铝或氯化铁。
所述的絮凝剂选自阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺或非离子聚丙烯酰胺。
本发明有以下有益效果：
(1)工艺设备简单，操作方便、可实现连续操作、过程容易控制。
(2)该工艺在离心段回收大部分二氧化钛，回收率高达95％以上，大大减少资源浪费，具有显著的经济效益和环境效益。
(3)该组合工艺的最大优点在于有效地回收钛白粉的同时，又可将三洗废水再生后回用于生产工艺中，达到节水减排的目的。该工艺在过滤段可将三洗水浊度降低至7～8NTU，TiO2浓度降至1mg/L左右，去除率达97～98％，实现了废水的回用。
附图说明
图1是离心-微絮凝组合工艺实验流程图。
图2是离心-微絮凝组合工艺实验装置示意图。
附图标记：
1GL-21M离心机，2集水槽，3控制阀，4搅拌桨，5絮凝池，6过滤器，7石英砂。
具体实施方式
下面结合图1、图2和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
(1)取浊度为59200NTU的某钛白粉厂三洗废水置于离心机1中，设置离心机转速为2000r/min，离心时间为8min。离心后出水通入集水槽2，测得其浊度为313NTU，计算可得TiO2的回收率为99％。
(2)待集水槽中蓄足水后，打开控制阀3，使水通入絮凝池5。在絮凝池中加入聚合氯化铝混凝剂，控制其浓度为30mg/L废水。搅拌机设置快速和慢速两种搅拌方式，快速搅拌时搅拌桨4的转速为350r/min，搅拌时间为1min；慢速搅拌时搅拌桨4的转速为50r/min，搅拌时间为10min。
(3)经过搅拌机快慢两种方式充分搅拌混凝后，将搅拌混凝后的水通入过滤器6，过滤器的过滤层为石英砂7，滤层高度为70cm，石英砂的颗粒粒径为0.6～1.2mm。
过滤后的出水浊度降至7.6NTU，出水TiO2含量为1.1mg/L，Fe2+浓度为0.58mg/L，满足生产工艺中一洗、二洗的回用水要求(根据国内某钛白粉企业的实际经验，一洗、二洗回用水的要求为：TiO2浓度控制在1～2mg/L以下，Fe2+浓度控制在10mg/L以下)，因此可将三洗废水经本方法处理后进行回用。
实施例2
(1)取浊度为3720NTU的某钛白粉厂三洗废水置于离心机1中，设置离心机转速为2000r/min，离心时间为8min。离心后出水通入集水槽2，测得其浊度为153NTU，计算可得TiO2的回收率为近96％。
(2)待集水槽中蓄足水后，打开控制阀3，使水通入絮凝池5。在絮凝池中加入混凝剂聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，控制其浓度分别为30mg/L废水和2mg/L废水。搅拌机设置快速和慢速两种搅拌方式，快速搅拌转速为350r/min，搅拌时间为1min；慢速搅拌转速为50r/min，搅拌时间为10min。
(3)经过搅拌机快慢两种方式充分搅拌混凝后，将搅拌混凝后的水通入过滤器6过滤器的过滤层为石英砂7，滤层高度为70cm，石英砂的颗粒粒径为0.6～1.2mm。
过滤后出水浊度降至2.86NTU，出水TiO2含量为0.4mg/L，Fe2+浓度为0.41mg/L，满足生产工艺一洗、二洗的回用水要求(根据国内某钛白粉厂的实际经验，一洗、二洗的回用水的要求为：TiO2浓度控制在1～2mg/L以下，Fe2+浓度控制在10mg/L以下)，因此可将三洗废水经本方法处理后进行回用。
实施例3
(1)取浊度为17530NTU的某钛白粉厂三洗废水置于离心机1中，设置离心机转速为1000r/min，离心时间为6min。离心后出水通入集水槽2，测得其浊度为376NTU，计算可得TiO2的回收率为97.8％。
(2)待集水槽中蓄足水后，打开控制阀3，使水通入絮凝池5。在絮凝池中加入混凝剂聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，控制其浓度分别为50mg/L废水和1mg/L废水。搅拌机设置快速和慢速两种搅拌方式，快速搅拌转速为350r/min，搅拌时间为1min；慢速搅拌转速为50r/min，搅拌时间为10min。
(3)经过搅拌机快慢两种方式充分搅拌混凝后，将搅拌混凝后的水通入过滤器6，过滤器的过滤层为石英砂7，滤层高度为70cm，石英砂的颗粒粒径为0.6～1.2mm。
过滤后的出水浊度降至9.7NTU，出水TiO2含量为1.91mg/L，Fe2+浓度为0.72mg/L，满足生产工艺中一洗、二洗的回用水要求(根据国内某钛白粉企业的实际经验，一洗、二洗回用水的要求为：TiO2浓度控制在1～2mg/L以下，Fe2+浓度控制在10mg/L以下)，因此可将三洗废水经本方法处理后进行回用。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钛白粉生产废水的离心-微絮凝再生处理组合方法，其特征在于：包含步骤：
(1)离心：取钛白粉三洗废水置于离心机中离心；
(2)微絮凝：将混凝剂加入到步骤(1)经离心后的废水中先进行快速搅拌，再加入絮凝剂后进行慢速搅拌；
(3)将步骤(2)处理过的絮凝水进行过滤。
2.根据权利要求1所述的再生处理组合方法，其特征在于：所述的步骤(1)中离心机的转速为1000～2000r/min。
3.根据权利要求1所述的再生处理组合方法，其特征在于：所述的步骤(1)中离心机的离心时间为6～8min。
4.根据权利要求1所述的再生处理组合方法，其特征在于：所述的步骤(2)中快速搅拌速度为300～400r/min，搅拌时间为1～2min。
5.根据权利要求1所述的再生处理组合方法，其特征在于：所述的步骤(2)中慢速搅拌速度为20～80r/min，搅拌时间为10～15min。
6.根据权利要求1所述的再生处理组合方法，其特征在于：所述的步骤(2)中混凝剂的添加量为10～60mg/L废水。
7.根据权利要求1所述的再生处理组合方法，其特征在于：所述的步骤(2)中絮凝剂的添加量为0～3mg/L废水。
8.根据权利要求1所述的再生处理组合方法，其特征在于：所述的步骤(3)的过滤在砂滤器中进行。
9.根据权利要求8所述的再生处理组合方法，其特征在于：所述的步骤(3)中砂滤器的砂滤层为石英砂，滤层高为50～100cm，石英砂颗粒粒径为0.6～1.2mm。
10.根据权利要求1所述的再生处理组合方法，其特征在于：所述的混凝剂选自聚合氯化铝、聚合硫酸铁、硫酸铝或氯化铁；或所述的絮凝剂选自阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺或非离子聚丙烯酰胺。
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