CN105776667A - 处理硫酸法钛白酸性废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钛白粉酸性废水处理技术领域，具体涉及一种处理硫酸法钛白酸性废水的方法。取硫酸法钛白酸性废水于烧杯中，加入聚丙烯酰胺，搅拌后将其采用慢速定量滤纸过滤于另一烧杯中备用；将慢速定量滤纸连同沉淀置于瓷坩埚中，放在电炉上灰化后，于马弗炉中煅烧，冷却至室温后，称量沉淀的质量；过滤后的滤液分段中和、曝气、混凝处理，即得。本发明还能够回收酸性废水中的偏钛酸或者二氧化钛，具有显著的资源综合利用价值，由于采用分段中和曝气混凝处理，节约了中和剂和混凝剂的数量，分批次中和曝气过滤，减少了过滤压滤，降低了处理成本和设备的损耗，具有显著的经济意义。

Description

处理硫酸法钛白酸性废水的方法
技术领域
本发明属于钛白粉酸性废水处理技术领域，具体涉及一种处理硫酸法钛白酸性废水的方法。
背景技术
钛白粉学名二氧化钛，是重要的无机化工产品，广泛的应用于涂料、塑料、造纸等领域。随着生活水平的提高，钛白粉的消费量逐渐加大。目前，钛白粉的生产工艺分为二种，即为硫酸法和氯化法生产工艺。中国目前98％的为硫酸法工艺生产，国外基本采用氯化法工艺生产，两种生产工艺各有优缺点，但是两种生产工艺谁也不会取代谁。硫酸法工艺在生产过程中消耗大约2-3吨硫酸，这些硫酸一部分以15-25％高浓度废硫酸排除；一部分与洗涤除杂水排除，浓度大约在2-5％的范围内，行业内一般称为酸性废水；再一部分在生产环节的酸解和煅烧尾气排出。本文主要探讨的是浓度为2-5％的酸性废水的处理研究，现有钛白粉行业的酸性废水排放量一般在40-50立方米/吨钛白粉的水平。硫酸法酸性废水中含有大量的SO4 2-、H+、Fe2+离子，还含有部分Ti3+、Ca2+、Mg2+等少量金属离子，其大体组成如表1所示。
表1硫酸法钛白酸性废水成分分析
目前，国内外基本是采用中和法进行硫酸法特别酸性废水的处理，可以根据当地情况采用废碱、电石泥、石灰等进行中和。硫酸法钛白酸性废水基本采用石灰、碳酸钙或者电石泥等处理，这些方法处理硫酸法钛白酸性废水存在着一些缺陷：水悬浮物超标、回用水量低，石灰、碳酸钙或者电石泥单一处理，在调节PH的过程中，Fe2+和Fe3+离子生成的羟基化合物容易发生歧化反应，造成随着外排水时间的延长，水质色度难以保障，并且因为铁含量高造成钛石膏疏水性差，水分含量高等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理硫酸法钛白酸性废水的方法，具有操作简单、效果良好、经济成本低的特点，而且完全满足GB8978－2002污水综合排放标准要求，并且减少外排水中的总离子浓度，便于中水回用和进一步的再生回用。
本发明所述的处理硫酸法钛白酸性废水的方法，步骤如下：
(1)取硫酸法钛白酸性废水于烧杯中，加入聚丙烯酰胺，搅拌后将其采用慢速定量滤纸过滤于另一烧杯中备用；
(2)将慢速定量滤纸连同沉淀置于瓷坩埚中，放在电炉上灰化后，于马弗炉中煅烧，冷却至室温后，称量沉淀的质量；
(3)向过滤后的滤液中加入中和剂碳酸钙，将PH值中和至2-3，曝气15-30min，压榨过滤，滤液采用氧化钙或者电石泥，继续中和至PH值6-7，曝气30-60min后，压榨过滤，再采用氧化钙中和，待滤液PH达到7.0-8.0后，停止加入；
(4)继续搅拌30min后，用充氧泵进行曝气氧化，用铁氰化钾检测二价铁离子，直至溶液不再显示蓝色，停止氧化，将其过滤，向过滤后的滤液中加入混凝剂和助凝剂，搅拌5-10min后，过滤，测定滤液的水质质量。
步骤(1)中所述的硫酸法钛白酸性废水的加入量为1000mL。
步骤(1)中所述的聚丙烯酰胺的加入量为硫酸法钛白酸性废水质量的5-10ppm。
步骤(1)中所述的搅拌时间为5-10min。
步骤(2)中所述的煅烧温度为900℃。
步骤(4)中所述的铁氰化钾的质量分数为1-2％。
步骤(4)中所述的混凝剂为聚合氯化铝或聚合氯化铁。
所述的聚合氯化铝的加入量为滤液质量的40-110ppm，聚合氯化铁的加入量为滤液质量的30-120ppm。
步骤(4)中所述的助凝剂为聚丙烯酰胺。
所述的聚丙烯酰胺的加入量为滤液质量的2-10ppm。
本发明所述的处理硫酸法钛白酸性废水的方法，具体步骤如下：
(1)取1000mL硫酸法钛白酸性废水于烧杯中，按照5-10ppm加入聚丙烯酰胺，慢速搅拌5-10min后，将其采用慢速定量滤纸过滤于另一烧杯中备用。
(2)将慢速定量滤纸连同沉淀至于瓷坩埚中，放在电炉上灰化后，于马弗炉中煅烧至900℃后，冷却至室温后，称量沉淀的质量，主要成分为二氧化钛，此工序用于回收酸性废水中的偏钛酸或者是二氧化钛，具有显著的资源回收价值。
(3)向过滤后的滤液中，加入中和剂碳酸钙，将PH值中和至2-3，曝气15-30min，压榨过滤，滤液采用氧化钙或者电石泥，继续中和至PH值6-7，曝气30-60min后，压榨过滤，再采用氧化钙缓慢中和，待滤液PH达到7.0-8.0后，停止加入，继续搅拌30min后，用充氧泵进行曝气氧化，用质量分数1-2％的铁氰化钾检测二价铁离子，直至溶液不再显示蓝色，即为亚铁全部被氧化完全，停止氧化，将其过滤，将过滤后的滤液中缓慢加入40-110ppm聚合氯化铝或者30-120ppm聚合氯化铁与2-10ppm聚丙烯酰胺的复合助凝混凝剂组合，慢速搅拌5-10min后，过滤，测定滤液的水质质量。
本发明提出了分段中和、曝气、混凝处理硫酸法钛白酸性废水的思路。硫酸法钛白酸性废水采用碳酸钙进行初步中和，再采用氧化钙和电石泥组合中和处理，分段中和、氧化曝气方式，效果良好；硫酸法钛白酸性废水采用碳酸钙进行初步中和，再采用氧化钙和电石泥组合中和处理，分段中和、氧化曝气方式，沉降30min以上时，色度去除效果明显；硫酸法钛白酸性废水采用碳酸钙进行初步中和，再采用氧化钙和电石泥组合中和处理后，采用PAC+PAM混凝剂组合，并且其加入量在PAC为80-160mg/L与PAM为2-8mg/L的范围内，外排水质合格。单一的中和剂或者混凝剂处理硫酸法钛白酸性废水，要不成本高，要不达不到水质要求，所以只有采用组合处理方式才能够达到良好处理效果。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明采用分段中和曝气混凝处理硫酸法钛白酸性废水，还能够回收酸性废水中的偏钛酸或者二氧化钛，具有显著的资源综合利用价值，由于采用分段中和曝气混凝处理，节约了中和剂和混凝剂的数量，分批次中和曝气过滤，减少了过滤压滤，降低了处理成本和设备的损耗，具有显著的经济意义。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明分段中和PH工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
取1000mL硫酸法钛白酸性废水于烧杯中，按照5ppm加入聚丙烯酰胺，慢速搅拌5min后，将其采用慢速定量滤纸过滤于另一烧杯中备用。将慢速定量滤纸连同沉淀至于瓷坩埚中，放在电炉上灰化后，于马弗炉中煅烧至900℃后，冷却至室温后，称量沉淀的质量，主要成分为二氧化钛，此工序用于回收酸性废水中的偏钛酸或者是二氧化钛。向过滤后的滤液中，加入中和剂碳酸钙，将PH值中和至2，曝气15min，压榨过滤，滤液采用电石泥继续中和至PH值6，曝气30min后，压榨过滤，再采用氧化钙缓慢中和，待滤液PH达到7.0后，停止加入，继续搅拌30min后，用充氧泵进行曝气氧化，用质量分数1％的铁氰化钾检测二价铁离子，直至溶液不再显示蓝色，即为亚铁全部被氧化完全，停止氧化，将其过滤，将过滤后的滤液中缓慢加入40ppm聚合氯化铝与10ppm聚丙烯酰胺的复合助凝混凝剂组合，慢速搅拌10min后，过滤，测定滤液的水质质量。
实施例2
取1000mL硫酸法钛白酸性废水于烧杯中，按照7ppm加入聚丙烯酰胺，慢速搅拌10min后，将其采用慢速定量滤纸过滤于另一烧杯中备用。将慢速定量滤纸连同沉淀至于瓷坩埚中，放在电炉上灰化后，于马弗炉中煅烧至900℃后，冷却至室温后，称量沉淀的质量，主要成分为二氧化钛，此工序用于回收酸性废水中的偏钛酸或者是二氧化钛。向过滤后的滤液中，加入中和剂碳酸钙，将PH值中和至3，曝气20min，压榨过滤，滤液采用氧化钙继续中和至PH值7，曝气40min后，压榨过滤，再采用氧化钙缓慢中和，待滤液PH达到8.0后，停止加入，继续搅拌30min后，用充氧泵进行曝气氧化，用质量分数2％的铁氰化钾检测二价铁离子，直至溶液不再显示蓝色，即为亚铁全部被氧化完全，停止氧化，将其过滤，将过滤后的滤液中缓慢加入60ppm聚合氯化铝与4ppm聚丙烯酰胺的复合助凝混凝剂组合，慢速搅拌7min后，过滤，测定滤液的水质质量。
实施例3
取1000mL硫酸法钛白酸性废水于烧杯中，按照8ppm加入聚丙烯酰胺，慢速搅拌8min后，将其采用慢速定量滤纸过滤于另一烧杯中备用。将慢速定量滤纸连同沉淀至于瓷坩埚中，放在电炉上灰化后，于马弗炉中煅烧至900℃后，冷却至室温后，称量沉淀的质量，主要成分为二氧化钛，此工序用于回收酸性废水中的偏钛酸或者是二氧化钛。向过滤后的滤液中，加入中和剂碳酸钙，将PH值中和至3，曝气30min，压榨过滤，滤液采用电石泥继续中和至PH值7，曝气50min后，压榨过滤，再采用氧化钙缓慢中和，待滤液PH达到7.0后，停止加入，继续搅拌30min后，用充氧泵进行曝气氧化，用质量分数1％的铁氰化钾检测二价铁离子，直至溶液不再显示蓝色，即为亚铁全部被氧化完全，停止氧化，将其过滤，将过滤后的滤液中缓慢加入90ppm聚合氯化铝与10ppm聚丙烯酰胺的复合助凝混凝剂组合，慢速搅拌10min后，过滤，测定滤液的水质质量。
实施例4
取1000mL硫酸法钛白酸性废水于烧杯中，按照10ppm加入聚丙烯酰胺，慢速搅拌10min后，将其采用慢速定量滤纸过滤于另一烧杯中备用。将慢速定量滤纸连同沉淀至于瓷坩埚中，放在电炉上灰化后，于马弗炉中煅烧至900℃后，冷却至室温后，称量沉淀的质量，主要成分为二氧化钛，此工序用于回收酸性废水中的偏钛酸或者是二氧化钛。向过滤后的滤液中，加入中和剂碳酸钙，将PH值中和至2，曝气30min，压榨过滤，滤液采用氧化钙继续中和至PH值6，曝气60min后，压榨过滤，再采用氧化钙缓慢中和，待滤液PH达到8.0后，停止加入，继续搅拌30min后，用充氧泵进行曝气氧化，用质量分数2％的铁氰化钾检测二价铁离子，直至溶液不再显示蓝色，即为亚铁全部被氧化完全，停止氧化，将其过滤，将过滤后的滤液中缓慢加入30ppm聚合氯化铁与10ppm聚丙烯酰胺的复合助凝混凝剂组合，慢速搅拌5min后，过滤，测定滤液的水质质量。
实施例5
取1000mL硫酸法钛白酸性废水于烧杯中，按照8ppm加入聚丙烯酰胺，慢速搅拌10min后，将其采用慢速定量滤纸过滤于另一烧杯中备用。将慢速定量滤纸连同沉淀至于瓷坩埚中，放在电炉上灰化后，于马弗炉中煅烧至900℃后，冷却至室温后，称量沉淀的质量，主要成分为二氧化钛，此工序用于回收酸性废水中的偏钛酸或者是二氧化钛。向过滤后的滤液中，加入中和剂碳酸钙，将PH值中和至3，曝气20min，压榨过滤，滤液采用氧化钙继续中和至PH值6，曝气30min后，压榨过滤，再采用氧化钙缓慢中和，待滤液PH达到8.0后，停止加入，继续搅拌30min后，用充氧泵进行曝气氧化，用质量分数1％的铁氰化钾检测二价铁离子，直至溶液不再显示蓝色，即为亚铁全部被氧化完全，停止氧化，将其过滤，将过滤后的滤液中缓慢加入60ppm聚合氯化铁与80ppm聚丙烯酰胺的复合助凝混凝剂组合，慢速搅拌5min后，过滤，测定滤液的水质质量。
实施例1-5水质质量分析结果见表2。
表2实施例1-5水质质量分析结果

Claims (10)

1.一种处理硫酸法钛白酸性废水的方法，其特征在于步骤如下：
(1)取硫酸法钛白酸性废水于烧杯中，加入聚丙烯酰胺，搅拌后将其采用慢速定量滤纸过滤于另一烧杯中备用；
(2)将慢速定量滤纸连同沉淀置于瓷坩埚中，放在电炉上灰化后，于马弗炉中煅烧，冷却至室温后，称量沉淀的质量；
(3)向过滤后的滤液中加入中和剂碳酸钙，将PH值中和至2-3，曝气15-30min，压榨过滤，滤液采用氧化钙或者电石泥，继续中和至PH值6-7，曝气30-60min后，压榨过滤，再采用氧化钙中和，待滤液PH达到7.0-8.0后，停止加入；
(4)继续搅拌30min后，用充氧泵进行曝气氧化，用铁氰化钾检测二价铁离子，直至溶液不再显示蓝色，停止氧化，将其过滤，向过滤后的滤液中加入混凝剂和助凝剂，搅拌5-10min后，过滤，测定滤液的水质质量。
2.根据权利要求1所述的处理硫酸法钛白酸性废水的方法，其特征在于步骤(1)中所述的硫酸法钛白酸性废水的加入量为1000mL。
3.根据权利要求1所述的处理硫酸法钛白酸性废水的方法，其特征在于步骤(1)中所述的聚丙烯酰胺的加入量为硫酸法钛白酸性废水质量的5-10ppm。
4.根据权利要求1所述的处理硫酸法钛白酸性废水的方法，其特征在于步骤(1)中所述的搅拌时间为5-10min。
5.根据权利要求1所述的处理硫酸法钛白酸性废水的方法，其特征在于步骤(2)中所述的煅烧温度为900℃。
6.根据权利要求1所述的处理硫酸法钛白酸性废水的方法，其特征在于步骤(4)中所述的铁氰化钾的质量分数为1-2％。
7.根据权利要求1所述的处理硫酸法钛白酸性废水的方法，其特征在于步骤(4)中所述的混凝剂为聚合氯化铝或聚合氯化铁。
8.根据权利要求7所述的处理硫酸法钛白酸性废水的方法，其特征在于所述的聚合氯化铝的加入量为滤液质量的40-110ppm，聚合氯化铁的加入量为滤液质量的30-120ppm。
9.根据权利要求1所述的处理硫酸法钛白酸性废水的方法，其特征在于步骤(4)中所述的助凝剂为聚丙烯酰胺。
10.根据权利要求9所述的处理硫酸法钛白酸性废水的方法，其特征在于所述的聚丙烯酰胺的加入量为滤液质量的2-10ppm。
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