CN108373215B - 一种钛白废水治理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种钛白废水治理的方法；包括以下步骤：(1)制备白石膏、(2)红石膏活性晶种制备、(3)二段中和、(4)曝气沉淀；通过对反应的终点控制，使得活性一段滤液中稳定性≥100的TiOSO4得到完全水解，最终生成TiO(OH)2晶种颗粒细小且大小均匀，成为红石膏活性晶种；通过终点控制，使得生产的白石膏水份较低，可供水泥厂直接使用，生产出水份较低且SO3符合水泥生产的红石膏，省去白石膏的煅烧烘干工序，从而大幅度消减钛石膏的煅烧烘干成本，其红石膏水份＝34～37％，且SO3＝33～35％达到水泥厂要求石膏SO3标准，同时，排放的废水达到GB8978‑1996的排放标准。

Description

一种钛白废水治理的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种钛白废水治理的方法。
背景技术
目前国内大部分钛白粉厂采用硫酸法生产，其钛白废水的治理，基本上都是制备钛石膏，但由于制备工艺的原因，直接通过压滤机压滤出来的钛石膏水份都太高，必须通过烘干，才能够供水泥厂作为缓凝剂使用。
现国内硫酸法钛白粉厂用钛白废水制备钛石膏分为三种：
第一种：用石灰乳直接把钛白废酸中和至pH＝8～9，通过隔膜压滤机压滤得到红石膏，其水份控制在39～42％，滤液则达标排放。
该种制备工艺，石灰用量多，成本大。红石膏水份高，需烘干，才能供水泥厂使用。
第二种：先用碳酸钙石粉浆把钛白废水中和至PH＝4.5～5.0，然后再加入石灰乳中和至pH＝8～9，经隔膜压滤机压滤得到红石膏，其水份控制在39～42％。
该种制备工艺较第一种做法，石灰用量少，成本少，但红石膏水份高，需烘干，才能供水泥厂使用。
第三种：先用碳酸钙石粉浆把钛白废酸中和至PH＝4.5～5.0，通过隔膜压滤机压滤得到黄石膏，其水份控制在30～35％。然后对其滤液加入石灰乳中和至PH＝8～9，通过隔膜压滤机压滤得到红石膏，其水份控制在40～45％。
该种制备工艺石灰用量少，成本少。其生产的两种钛石膏：黄石膏水份较低，但仍需要烘干，才能供水泥厂使用。红石膏不仅水份高，而且SO3＝27～29％，达不到水泥厂要求石膏SO3≥33％的标准。即便将其烘干水份达标，也必须和其他高SO3石膏搅拌均匀才可以供水泥厂使用，因此工艺流程长，成本高。
公开号为CN103058253A的中国发明专利公开了一种利用钛白废水中游离硫酸制取石膏的方法。该方法是利用石灰石或氧化钙或氢氧化钙矿粉中和游离硫酸后，调整pH值为1～3，得到石膏浆过滤得到。该方法调整pH值为1～3，超过1.7，钛白废水中的钛液容易水解混入白石膏，造成白石膏颗粒细小，较难过滤，其石膏滤饼含水分高达30～35％，达不到水泥厂直接使用的钛石膏水份≤27％的要求，都必须通过烘干水份，才能供水泥厂使用。
公开号为CN106380018A的中国发明专利公开了一种有利于提高氧化钙利用率及副产石膏脱水性能的钛白废水处理方法。该方法先用碳酸钙、氧化钙通过两段中和法中和酸性废水，然后根据晶种循环原理将生成的副产石膏部分回用于下一批酸性废水的处理过程中，如此循环往复进行。其生产只有一种红石膏，其水份最低也只有37.62％，而且操作复杂，其晶种成分是石膏，比例难以计量，不适宜大规模工业生产。
鉴于目前对钛白废水处理方法的不合理，导致废水处理效率不高，因此对废水处理方法进行合理科学的改进，具有重要的现实和经济意义。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种钛白废水治理的方法。
具体是通过以下技术方案来实现的：
一种钛白废水治理的方法，包括以下步骤：
(1)制备白石膏：将均化后的钛白废水泵入反应桶中，同时也将碳酸钙石粉浆泵入反应桶中，在鼓风的条件下，机械搅拌，检测物料中pH＝1.2～1.7，稳定性≥100时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得活性一段滤液和白石膏，白石膏供水泥厂直接使用；
(2)红石膏活性晶种制备：将稳定性≥100的活性一段滤液排入反应桶中，在鼓风的同时，开启机械搅拌，再将碳酸钙石粉浆加入活性一段滤液中，其目的是让活性一段滤液中稳定性≥100的TiOSO4同时开始水解，同步进行水解，同时完成水解，最终生成颗粒细小且大小均匀的TiO(OH)2晶种。检测物料中pH＝4.8～5.1时，即得红石膏活性晶种；
(3)二段中和：在鼓风的同时，开启机械搅拌，向生成的红石膏活性晶种中加入石灰乳，调节物料pH＝8～9，稳定性≥100时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得二段滤液和红石膏。
(4)曝气沉淀：对二段滤液鼓风进行曝气处理，检测物料中Fe2+浓度≤10-5mol/L，再经浓密池沉淀，浓密渣则返回二段中和，上层清液排放。
所述的碳酸钙石粉浆中碳酸钙含量≥90％，碳酸钙细度为100目筛，干粉率＝60～65％。
所述的钛白废水是指在制备钛白的各工序中收集到的工业废水总和。
所述的白石膏，其水份＝24～27％,SO3＝42～45％。
所述的红石膏活性晶种，其晶种比例为2～5％。
所述的红石膏，其水份＝34～37％,SO3＝33～35％。
所述的上层清液，其色度＝20～30。
综上所述，本发明的有益效果在于：通过对反应的终点控制，使得活性一段滤液中稳定性≥100的TiOSO4得到完全水解，最终生成TiO(OH)2晶种颗粒细小且大小均匀，成为红石膏活性晶种；通过终点控制，使得生产的白石膏水份较低，可供水泥厂直接使用，生产出水份较低且SO3符合水泥生产的红石膏，省去白石膏的煅烧烘干工序，从而大幅度消减钛石膏的煅烧烘干成本，其红石膏水份＝34～37％，且SO3＝33～35％达到水泥厂要求石膏SO3标准，同时，排放的废水达到GB8978-1996的排放标准。
附图说明
图1：钛白废水工艺流程图
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种钛白废水治理的方法，包括以下步骤：
(1)制备白石膏：将均化后的钛白废水泵入反应桶中，其中均化后的钛白废水主要组分及其浓度为H2SO4＝70.62g/l；TiOSO4＝2.34g/l；FeSO4＝40.10g/l；稳定性＞200，同时也将碳酸钙石粉浆泵入反应桶中，在鼓风的条件下，机械搅拌，检测物料中pH＝1.52时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得活性一段滤液和白石膏，白石膏供水泥厂直接使用，白石膏化验指标：白石膏水份＝25.80％，SO3＝43.83％；活性一段滤液化验指标：H2SO4＝18.13g/l，TiOSO4＝2.15g/l，FeSO4＝36.84g/l，稳定性＞200；
(2)红石膏活性晶种制备：将活性一段滤液泵入反应池中，在鼓风的同时，开启机械搅拌，再将碳酸钙石粉浆泵入活性一段滤液中，检测物料中pH＝4.8，稳定性≥100时，即得晶种比例为2.70％的红石膏活性晶种；
(3)二段中和：在鼓风的同时，开启机械搅拌，向生成的红石膏活性晶种中加入石灰乳，调节物料pH＝8.5时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得二段滤液和红石膏，红石膏化验指标：红石膏水份＝34.82％，SO3＝34.62％；
(4)曝气沉淀：对二段滤液鼓风进行曝气处理，检测物料中Fe2+浓度≤10-5mol/L，再经浓密池沉淀，浓密渣则返回二段中和，上层清液排放，其中上层清液pH＝8.4，色度＝20。
实施例2
一种钛白废水治理的方法，包括以下步骤：
(1)制备白石膏：将均化后的钛白废水泵入反应桶中，其中均化后的钛白废水主要组分及其浓度为H2SO4＝68.10g/l；TiOSO4＝3.04g/l；FeSO4＝38.91g/l；稳定性＞200，同时也将碳酸钙石粉浆泵入反应桶中，在鼓风的条件下，机械搅拌，检测物料中pH＝1.62时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得活性一段滤液和白石膏，白石膏供水泥厂直接使用，白石膏水份＝24.86％，SO3＝44.53％；活性一段滤液化验指标：H2SO4＝17.65g/l，TiOSO4＝2.87g/l；FeSO4＝36.74g/l，稳定性＞200。
(2)红石膏活性晶种制备：将活性一段滤液泵入反应池中，在鼓风的同时，开启机械搅拌，再将碳酸钙石粉浆泵入活性一段滤液中，检测物料中pH＝4.9时，即得晶种比例为3.61％的红石膏活性晶种；
(3)二段中和：在鼓风的同时，开启机械搅拌，向生成的红石膏活性晶种中加入石灰乳，调节物料pH＝8.2时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得二段滤液和红石膏，红石膏化验指标：红石膏水份＝34.46％，SO3＝34.25％；
(4)曝气沉淀：对二段滤液鼓风进行曝气处理，检测物料中Fe2+浓度≤10-5mol/L，再经浓密池沉淀，浓密渣则返回二段中和，上层清液排放，其中上层清液pH＝8.1，色度＝24。
实施例3
一种钛白废水治理的方法，包括以下步骤：
(1)制备白石膏：将均化后的钛白废水泵入反应桶中，其中均化后的钛白废水主要组分及其浓度为H2SO4＝65.57g/l；TiOSO4＝2.71g/l；FeSO4＝35.26g/l；稳定性＞200，同时也将碳酸钙石粉浆泵入反应桶中，在鼓风的条件下，机械搅拌，检测物料中pH＝1.62时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得活性一段滤液和白石膏，白石膏供水泥厂直接使用，白石膏水份＝25.20％，SO3＝44.72％；活性一段滤液化验指标：H2SO4＝16.13g/l，TiOSO4＝2.56g/l，FeSO4＝33.26g/l，稳定性＞200。
(2)红石膏活性晶种制备：将活性一段滤液泵入反应池中，在鼓风的同时，开启机械搅拌，再将碳酸钙石粉浆泵入活性一段滤液中，检测物料中pH＝5.0时，即得晶种比例为3.55％的红石膏活性晶种；
(3)二段中和：在鼓风的同时，开启机械搅拌，向生成的红石膏活性晶种中加入石灰乳，调节物料pH＝7.8时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得二段滤液和红石膏，红石膏化验指标：红石膏水份＝34.40％，SO3＝34.32％；
(4)曝气沉淀：对二段滤液鼓风进行曝气处理，检测物料中Fe2+浓度≤10-5mol/L，再经浓密池沉淀，浓密渣则返回二段中和，上层清液排放，其中上层清液pH＝7.7，色度＝28。
实施例4
一种钛白废水治理的方法，包括以下步骤：
(1)制备白石膏：将均化后的钛白废水泵入反应桶中，其中均化后的钛白废水主要组分及其浓度为H2SO4＝72.38g/l；TiOSO4＝2.86g/l；FeSO4＝42.18g/l；稳定性＞200，同时也将碳酸钙石粉浆泵入反应桶中，在鼓风的条件下，机械搅拌，检测物料中pH＝1.48时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得活性一段滤液和白石膏，白石膏供水泥厂直接使用，白石膏水份＝25.58％，SO3＝43.26％；活性一段滤液化验指标：H2SO4＝18.88g/l，TiOSO4＝2.48g/l，FeSO4＝40.05g/l，稳定性＞200。
(2)红石膏活性晶种制备：将活性一段滤液泵入反应池中，在鼓风的同时，开启机械搅拌，再将碳酸钙石粉浆泵入活性一段滤液中，检测物料中pH＝4.82时，即得晶种比例为2.67％的红石膏活性晶种；
(3)二段中和：在鼓风的同时，开启机械搅拌，向生成的红石膏活性晶种中加入石灰乳，调节物料pH＝8.6时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得二段滤液和红石膏，红石膏化验指标：红石膏水份＝35.01％，SO3＝34.88％；
(4)曝气沉淀：对二段滤液鼓风进行曝气处理，检测物料中Fe2+浓度≤10-5mol/L，再经浓密池沉淀，浓密渣则返回二段中和，上层清液排放，其中上层清液pH＝8.5，色度＝20。
实施例5
一种钛白废水治理的方法，包括以下步骤：
(1)制备白石膏：将均化后的钛白废水泵入反应桶中，其中均化后的钛白废水主要组分及其浓度为H2SO4＝67.28g/l；TiOSO4＝2.74g/l；FeSO4＝36.73g/l；稳定性＞200，同时也将碳酸钙石粉浆泵入反应桶中，在鼓风的条件下，机械搅拌，检测物料中pH＝1.63时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得活性一段滤液和白石膏，白石膏供水泥厂直接使用，白石膏水份＝25.12％，SO3＝44.66％；活性一段滤液化验指标：H2SO4＝16.52g/l，TiOSO4＝2.32g/l，FeSO4＝34.12g/l，稳定性＞200。
(2)红石膏活性晶种制备：将活性一段滤液泵入反应池中，在鼓风的同时，开启机械搅拌，再将碳酸钙石粉浆泵入活性一段滤液中，检测物料中pH＝4.95时，即得晶种比例为3.58％的红石膏活性晶种；
(3)二段中和：在鼓风的同时，开启机械搅拌，向生成的红石膏活性晶种中加入石灰乳，调节物料pH＝8.0时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得二段滤液和红石膏，红石膏化验指标：红石膏水份＝34.43％，SO3＝34.51％；
(4)曝气沉淀：对二段滤液鼓风进行曝气处理，检测物料中Fe2+浓度≤10-5mol/L，再经浓密池沉淀，浓密渣则返回二段中和，上层清液排放，其中上层清液pH＝7.9，色度＝26。

Claims (5)

1.一种钛白废水治理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备白石膏：在鼓风的同时，开启机械搅拌，将均化后的钛白废水泵入反应桶中，同时将碳酸钙石粉浆泵入反应桶中，检测物料中pH＝1 .2～1 .7，稳定性≥100时，停止搅拌，通 过隔膜压滤机固液分离，即得活性一段滤液和白石膏，白石膏供水泥厂直接使用；
(2)红石膏活性晶种制备：将活性一段滤液泵入反应池中，在鼓风的同时，开启机械搅拌，再将碳酸钙石粉浆泵入活性一段滤液中，检测物料中pH＝4 .8～5 .1，稳定性≥100时，即 得红石膏活性晶种；
(3)二段中和：在鼓风的同时，开启机械搅拌，向生成的红石膏活性晶种中加入石灰乳，调节物料pH＝8～9，稳定性≥100时，停止搅拌，通过隔膜压滤机固液分离，即得二段滤液和红石膏；
(4)曝气沉淀：对二段滤液鼓风进行曝气处理，检测物料中Fe2+浓度≤10-5 mol/L，再经浓 密池沉淀，浓密渣则返回二段中和，上层清液排放；
所述的红石膏活性晶种，其 晶种比例为2～5％；
所述的红石膏，其水份＝34 ～37％ ,SO3＝33～35％。
2.如权利要求1所述的钛白废水治理的方法，其特征在于，所述的碳酸钙石粉浆中碳酸钙含量≥90％，碳酸钙细度为100目筛，干粉率＝60～65％。
3.如权利要求1所述的钛白废水治理的方法，其特征在于，所述的钛白废水是指在制备钛白的各工序中收集到的工业废水总和。
4.如权利要求1所述的钛白废水治理的方法，其特征在于，所述的白石膏，其水份＝24～27％ ,SO3＝42～45％。
5.如权利要求1所述的钛白废水治理的方法，其特征在于，所述的上层清液，其色度＝20～30。
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