CN112624267A - 一种钛白粉生产中水回用处理方法及其处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛白粉生产中水回用处理方法及其处理系统，属于钛白粉节能减排生产技术领域，对钛白粉生产中水依次采用陶瓷膜、有机膜进行膜过滤，滤出的清水用作钛白粉酸解车间的酸解浸取水，浓缩水进一步依次进行脱氟、脱氨氮、降COD处理后排放。本发明利用膜过滤和反渗透技术，对外排水进行处理，降低清液中离子含量，使其电导率达到200us/cm以下，达到原水标准，回用率达到60％以上，回收的清水用作钛白粉酸解中的浸取水；回收后需排放的浓水进一步进行脱氟、脱氨氮、降COD，到达当地环保部门要求，每年可以节约砂滤水约4380000m3，折合人民币约219万元，生产成本的降低得到的收益可以为公司带来极大的优势，增加公司竞争力。

Description

一种钛白粉生产中水回用处理方法及其处理系统
技术领域
本发明属于钛白粉节能减排生产技术领域，具体涉及一种钛白粉生产中水回用处理方法及其处理系统。
背景技术
目前钛白粉生产污水经中和、沉降、压滤处理后，压滤液经二次澄清，合格的中水直接外排至蛮河，排放量～900m3/h(折计吨钛白粉≈54.0m3)，日排放生产废水约2.16万m3/d，但钛白粉扩能至15万吨/年后，按区域环保外排生产废水容量将接近限值，废水排放威胁日益严峻。
蛮河为汉江流域主要河道之一，而汉江又是长江主要之流之一，环境区域影响和环保形式要求，减少中水排放量必然列入省、市、县环保重点目标之一。当地环保部门根据蛮河区域地表水监测，要求公司外排水：F≤1.5mg/L、氨氮≤2.0mg/L、COD≤30mg/L，远低于公司目前实际情况钛白粉扩能至15万吨后的废水标准，在维持现中水日排放量基数条件下，吨钛白粉中水排放量需控制在45m3以下，因此，随着国家、地方环保形势以及公司扩大产能的需要，中水回收利用技术的研发势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛白粉生产中水回用处理方法及其处理系统，以解决现有技术废水排放问题日益严峻的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种钛白粉生产中水回用处理方法，对钛白粉生产中水依次采用陶瓷膜、有机膜进行膜过滤，滤出的清水用作钛白粉酸解车间的酸解浸取水，浓缩水进一步依次进行脱氟、脱氨氮、降COD处理后排放。
作为优选地，两次膜过滤后滤出的清水电导率不高于300μs/cm。
作为优选地，两次膜过滤的操作步骤包括：
(1)打开中水外排池去陶瓷膜母液循环池进水阀，液位至循环池2/3时启动循环泵，待回流管线出水后调节回水管线压力至工作压力；
(2)陶瓷膜清液出水装满有机膜母液循环池2/3液位时开启有机膜循环泵，待回流管线出水后调节回水管压力至工作压力；
(3)陶瓷膜循环池进水200m3后停止进料，有机膜清液池出水100m3后开始清洗膜过滤系统，以200m3水为一个周期。
一种钛白粉生产中水回用处理系统，包括中水外排池、陶瓷膜处理系统、有机膜处理系统，所述陶瓷膜处理系统包括陶瓷膜母液循环池和陶瓷膜处理装置，所述有机膜处理系统包括有机膜母液循环池和有机膜处理装置，所述中水外排池与陶瓷膜母液循环池的污水端通过带有阀门的管道相连通，所述陶瓷膜母液循环池的清水端与有机膜母液循环池的污水端通过带有阀门的管道相连通，有机膜母液循环池的清水端连有蓄水池。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明利用膜过滤和反渗透技术，对外排水进行处理，降低清液中离子含量，使其电导率达到300us/cm甚至200us/cm以下，达到原水标准，回用率达到60％以上，回收的清水用作钛白粉酸解中的浸取水；回收后需排放的浓水进一步进行脱氟、脱氨氮、降COD，到达当地环保部门要求；
2、本发明回收的中水用于一车间酸解工段中的浸取水，酸解放料样指标正常，沉降效果正常，后续生产均正常，每小时减少排放污水500m3，节约了生产成本；
3、本发明利用膜过滤技术回收中水用作一车间酸解浸取水后，每年可以节约砂滤水约4380000m3，折合人民币约219万元；实现了经济可持续发展以及能源循环使用的主题，一定程度上保护了周边的生存环境，且与同类硫酸法钛白粉生产厂家相比，生产成本的降低得到的收益可以为公司带来极大的优势，增加公司竞争力；
4、本发明多次试运行结果良好，装置运行稳；
5、本发明操作简单，工艺流程短，易于操作和实现。
具体实施方式
下面结合各实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
本发明小试方案：公司生产污水直接外排，为了节约用水，减少排放，实验室通过小试试验，利用膜过滤和反渗透技术，降低外排水中离子含量，使其电导率达到300以下，对部分废水回收，回收水用于一车间酸解浸取水使用。
实验包括如下步骤：
1.取三车间燕尾槽处外排水进行膜过滤处理，先经过陶瓷膜，再通过有机膜，制取约100L的四倍清液；
2.取酸解锅残余的固相物，称重做平行试验4份；
3.浸取试验：称取2kg酸解锅中固相物体，在快速搅拌下以适当的速度加入经处理的中水10L，充分溶解1h后加入一定量的铁粉还原，检测溶液中有三价钛后，取少量样分析酸解放料样指标，加入0.68L的1/2000絮凝剂进行沉降试验，30min后得出沉降高度；
4.做一组使用正常生产中的沙滤水作浸取水的对照试验。
实验结果如下表：
实验序号 TiO2g/L F值 Ti3+g/L 稳定性mL 沉降高度/ml
1(沙滤水) 130.6 1.90 1.1 375 220
2 129.6 1.89 0.9 375 230
3 128.7 1.98 1.2 375 230
4 132.5 1.85 1.5 375 225
结论：上述第1组数据为沙滤水作浸取水试验，上述2、3、4组试验数据为通过膜过滤回收的中水，测试电导率为123uS/cm，从上述数据可以看出以回收中水做浸取水时，可以完全溶解，酸解放指标总钛液浓度、F值、稳定性均在指标范围内，可以判定中水回收后可以用作酸解浸取水使用。可以看出正常沙滤水沉降高度为220ml，以回收中水做浸取水时，稍微偏高5ml,可忽略此差异，总体上看沉降效果仍然在指标范围内。
从上述试验中可以看出：外排的中水经过膜过滤得到电导率为300uS/cm以下，用作一车间酸解浸取水使用，能够较好溶解完成，酸解反应完成后，酸解指标总钛浓度、F值、稳定性、沉降效果等均在合格范围内。
实施例1
本实例利用膜过滤技术除掉钛白粉生产产生的中水中的杂质，要求回收的中水指标合格；回收的中水用于一车间酸解工段中的浸取水，试开车8口酸解锅，要求酸解放料样指标正常，沉降效果正常。
一、操作步骤如下：
1.中水膜过滤试车
a.检查本工段所属设备、设施是否完好可用；
b.检查膜过滤装置所有阀门是否处于开车状态；
c.打开中水外排池去陶瓷膜母液循环池进水阀，液位至循环池2/3时启动循环泵，待回流管线出水后调节回水管线压力至工作压力，陶瓷膜清液出水装满有机膜母液循环池2/3液位时开启有机膜循环泵，待回流管线出水后调节回水管压力至工作压力，陶瓷膜循环池进水200m3后停止进料，有机膜清液池出水100m3后开始清洗膜过滤系统，以200m3水为一个周期，制得2倍回收中水待一车间通知后输送。
2.一车间酸解浸取试车
2.1酸解主操根据工艺要求设定浸取水方量，当延时吹固相物15min后，DCS显示“判断是否可以进行浸取”后，直接进入下一步“是否已开启酸解槽浸取水手动阀”。
2.2酸解主操现场打开酸解槽的浸取水的手动阀，关闭其他相关酸解槽的浸取水手动阀后，在DCS画面上点“是”，DCS自动进入下一步，并显示“判断相应阀门已经关闭”。点击“是”，DCS自动进入下一步。
2.3-DCS自动调节压空电动阀阀门的开度使压空流量达到设定值200-400m3/h；DCS显示“浸取水”，此时DCS系统自动打开浸取水气动阀，通过调节浸取水电动阀门的开度使浸取水流量控制在90-120m3/h。
2.4当设定浸取水量加完时，程序自动进入下一步，并显示“浸取完成，等待搅拌时间”，此时压空流量为1600m3/h。
2.5当搅拌1小时以后，程序自动进入下一步，并显示“已搅拌1小时，设置压空流量计值为1600m3/h，继续搅拌”，此时DCS系统自动调节压空电动阀阀门的开度使压空流量控制在设定值1600m3/h。
2.8按原酸解工段继续进行后续工艺还原、沉降等工序。
二、操作结果
三车间中水回用工段膜过滤每小时可回收二倍合格清液100m3，达到设计能力的1/5，用于一车间酸解工段中的浸取水，试开车8口酸解锅，达到原正常产能的1/2，酸解放料样指标均在合格范围内，沉降效果正常。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上增加产能，预计达到3/4负荷生产，要求回收的中水指标合格；回收的中水用于一车间酸解工段中的浸取水，要求酸解放料样指标正常，沉降效果正常。
一、操作步骤如下：
1.中水膜过滤试车
a.检查本工段所属设备、设施是否完好可用；
b.检查膜过滤装置所有阀门是否处于开车状态；
c.打开中水外排池去陶瓷膜母液循环池进水阀，液位至循环池2/3时启动循环泵，待回流管线出水后调节回水管线压力至工作压力，陶瓷膜清液出水装满有机膜母液循环池2/3液位时开启有机膜循环泵，待回流管线出水后调节回水管压力至工作压力，陶瓷膜循环池进水200m3后停止进料，有机膜清液池出水100m3后开始清洗膜过滤系统，以200m3水为一个周期，制得2倍回收中水待一车间通知后输送。
2.一车间酸解浸取试车
2.1酸解主操根据工艺要求设定浸取水方量，当延时吹固相物15min后，DCS显示“判断是否可以进行浸取”后，直接进入下一步“是否已开启酸解槽浸取水手动阀”。
2.2酸解主操现场打开酸解槽的浸取水的手动阀，关闭其他相关酸解槽的浸取水手动阀后，在DCS画面上点“是”，DCS自动进入下一步，并显示“判断相应阀门已经关闭”。点击“是”，DCS自动进入下一步。
2.3-DCS自动调节压空电动阀阀门的开度使压空流量达到设定值200-400m3/h；DCS显示“浸取水”，此时DCS系统自动打开浸取水气动阀，通过调节浸取水电动阀门的开度使浸取水流量控制在90-120m3/h。
2.4当设定浸取水量加完时，程序自动进入下一步，并显示“浸取完成，等待搅拌时间”，此时压空流量为1600m3/h。
2.5当搅拌1小时以后，程序自动进入下一步，并显示“已搅拌1小时，设置压空流量计值为1600m3/h，继续搅拌”，此时DCS系统自动调节压空电动阀阀门的开度使压空流量控制在设定值1600m3/h。
2.8按原酸解工段继续进行后续工艺还原、沉降等工序。
二、操作结果
三车间中水回用工段膜过滤每小时可回收二倍合格清液400m3，达到设计能力的4/5，用于一车间酸解工段中的浸取水，所有酸解锅全部投用中水浸取，回用中水能够匹配酸解浸取，酸解放料样指标均在合格范围内，沉降效果正常。
实施例3
本实施例在实施例2的基础上增加产能，预计达到4/5负荷生产，要求回收的中水指标合格；回收的中水用于一车间酸解工段中的浸取水，要求酸解放料样指标正常，沉降效果正常。
一、操作步骤如下：
1.中水膜过滤试车
a.检查本工段所属设备、设施是否完好可用；
b.检查膜过滤装置所有阀门是否处于开车状态；
c.打开中水外排池去陶瓷膜母液循环池进水阀，液位至循环池2/3时启动循环泵，待回流管线出水后调节回水管线压力至工作压力，陶瓷膜清液出水装满有机膜母液循环池2/3液位时开启有机膜循环泵，待回流管线出水后调节回水管压力至工作压力，陶瓷膜循环池进水200m3后停止进料，有机膜清液池出水100m3后开始清洗膜过滤系统，以200m3水为一个周期，制得2倍回收中水待一车间通知后输送。
2.一车间酸解浸取试车
2.1酸解主操根据工艺要求设定浸取水、25％酸量、小度水方量，当延时吹固相物15min后，DCS显示“判断是否可以进行浸取”后，直接进入下一步“是否已开启酸解槽浸取水手动阀”。
2.2酸解主操现场打开酸解槽的浸取水的手动阀，关闭其他相关酸解槽的浸取水手动阀后，在DCS画面上点“是”，DCS自动进入下一步，并显示“判断相应阀门已经关闭”。点击“是”，DCS自动进入下一步。
2.3-DCS自动调节压空电动阀阀门的开度使压空流量达到设定值200-400m3/h；DCS显示“浸取水”，此时DCS系统自动打开浸取水气动阀，通过调节浸取水电动阀门的开度使浸取水流量控制在90-120m3/h。
2.4当设定浸取水量加完时，程序自动进入下一步，并显示“浸取完成，等待搅拌时间”，此时压空流量为1600m3/h。
2.5当搅拌1小时以后，程序自动进入下一步，并显示“已搅拌1小时，设置压空流量计值为1600m3/h，继续搅拌”，此时DCS系统自动调节压空电动阀阀门的开度使压空流量控制在设定值1600m3/h。
2.8按原酸解工段继续进行后续工艺还原、沉降等工序。
二、操作结果
三车间中水回用工段膜过滤按产能4/5生产能够稳定生产，用于一车间酸解工段中的浸取水，继所有酸解锅全部投用中水浸取后混合加入酸性废水、含钛小度水，酸解放料样指标均在合格范围内，沉降效果正常。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种钛白粉生产中水回用处理方法，其特征在于，对钛白粉生产中水依次采用陶瓷膜、有机膜进行膜过滤，滤出的清水用作钛白粉酸解车间的酸解浸取水，浓缩水进一步依次进行脱氟、脱氨氮、降COD处理后排放。
2.如权利要求1所述的一种钛白粉生产中水回用处理方法，其特征在于，两次膜过滤后滤出的清水电导率不高于300μs/cm。
3.如权利要求1所述的一种钛白粉生产中水回用处理方法，其特征在于，两次膜过滤的操作步骤包括：
(1)打开中水外排池去陶瓷膜母液循环池进水阀，液位至循环池2/3时启动循环泵，待回流管线出水后调节回水管线压力至工作压力；
(2)陶瓷膜清液出水装满有机膜母液循环池2/3液位时开启有机膜循环泵，待回流管线出水后调节回水管压力至工作压力；
(3)陶瓷膜循环池进水200m3后停止进料，有机膜清液池出水100m3后开始清洗膜过滤系统，以200m3水为一个周期。
4.一种钛白粉生产中水回用处理系统，其特征在于，包括中水外排池、陶瓷膜处理系统、有机膜处理系统，所述陶瓷膜处理系统包括陶瓷膜母液循环池和陶瓷膜处理装置，所述有机膜处理系统包括有机膜母液循环池和有机膜处理装置，所述中水外排池与陶瓷膜母液循环池的污水端通过带有阀门的管道相连通，所述陶瓷膜母液循环池的清水端与有机膜母液循环池的污水端通过带有阀门的管道相连通，有机膜母液循环池的清水端连有蓄水池。
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