CN112723678A

CN112723678A - 一种硫酸法钛白酸性废水的处理方法

Info

Publication number: CN112723678A
Application number: CN202011605814.XA
Authority: CN
Inventors: 谢燕伟; 张强; 袁辉; 刘伟; 蒋贤均; 李军
Original assignee: PANZHIHUA DONGFANG TITANIUM INDUSTRY CO LTD
Current assignee: PANZHIHUA DONGFANG TITANIUM INDUSTRY CO LTD
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-04-30

Abstract

本发明属于环保领域，尤其涉及一种硫酸法钛白酸性废水的处理方法，该方法包括以下步骤：a)利用电石渣对硫酸法钛白酸性废水进行预中和，得到预中和废水；b)利用石灰乳对预中和废水进行过量中和，并对废水进行曝气，得到碱性氧化废水；c)对碱性氧化废水进行固液分离，之后将分离得到的废水、复配絮凝剂和复配菌剂混合，澄清，得到处理后废水；所述复配絮凝剂的成分包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和碳酸钠；所述复配菌剂中含有醋酸钙不动杆菌、芽孢杆菌和微球菌属中的至少两种。本发明提供的方法以电石渣作为预中和试剂，实现了电石渣的资源化利用，降低了石灰的用量；同时该方法对于硫酸法钛白酸性废水中的锰和COD具有十分优秀的去除效果。

Description

一种硫酸法钛白酸性废水的处理方法

技术领域

本发明属于环保领域，尤其涉及一种硫酸法钛白酸性废水的处理方法。

背景技术

钛白粉学名为二氧化钛(TiO₂)，是一种白色无机颜料，无毒、遮盖力强、白度和光亮度高，是目前性能最好的一种白色颜料。根据结晶形态，钛白粉可分为板钛型、锐钛型和金红石型3种，工业上一般用后2种。他们广泛应用于塑料、印刷油墨、橡胶、造纸、化纤、涂料等领域。根据制造方法，钛白粉可分为硫酸法钛白粉和氯化法钛白粉。其中氯化法钛白粉质量较好、杂质含量小、产品成本低、对环境污染相对较小，因此越来越受重视；但硫酸法生产钛白粉出现的较早，应用非常广泛，技术也很成熟，因此具备相当大的竞争力，仍在继续使用。

在硫酸法钛白粉的生产过程中，会使用大量的硫酸和新鲜水，每生产一吨钛白需消耗折百硫酸约1.5～2吨，消耗新鲜水60～80吨，最终生产硫酸浓度约1～5％的酸性废水。目前，常用的硫酸法钛白酸性废水处理方法为以石灰石/石灰作为废酸水中和剂，将化灰好的石灰乳液加入酸性废水中，并通入空气进行曝气处理，石灰用量控制在中和反应使pH7～8.5，中和反应合格后将物料经箱式压滤机进行固液分离，合格废水外排，废渣堆放处理。但该方法也存在着一些缺点：一方面，该方法所消耗的石灰量很大，提高了处理成本；另一方面，该方法对于废水的COD以及重金属，特别是重金属锰的去除效果并不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硫酸法钛白酸性废水的处理方法，本发明提供的处理方法以电石渣作为预中和试剂，实现了对电石渣的资源化利用，降低了石灰的用量；同时该处理方法对于硫酸法钛白酸性废水中的锰和COD具有十分优秀的去除效果。

本发明提供了一种硫酸法钛白酸性废水的处理方法，包括以下步骤：

a)利用电石渣对硫酸法钛白酸性废水进行预中和，得到预中和废水；

b)利用石灰乳对所述预中和废水进行过量中和，并对废水进行曝气，得到碱性氧化废水；

c)对所述碱性氧化废水进行固液分离，之后将分离得到的废水、复配絮凝剂和复配菌剂混合，澄清，得到处理后废水；

所述复配絮凝剂的成分包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和碳酸钠；

所述复配菌剂中含有醋酸钙不动杆菌、芽孢杆菌和微球菌属中的至少两种。

优选的，步骤a)中，所述预中和废水的pH值为7～8.5。

优选的，步骤b)中，所述石灰乳由生石灰消化制成。

优选的，步骤b)中，所述曝气的曝气量与废水体积的比为(10～100)m³/min：800m³；所述曝气的时间为1～1.5h。

优选的，步骤b)中，所述碱性氧化废水的pH值为9～10。

优选的，步骤c)中，所述聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和碳酸钠的质量比为(10～15)：(2～3)：1。

优选的，步骤c)中，所述复配絮凝剂在废水中的添加量为20～100ppm。

优选的，步骤c)中，所述复配菌剂中的有效活菌数为0.5×10¹⁰～5×10¹⁰cfu/g；所述复配菌剂在废水中的添加量为2～20ppm。

优选的，步骤c)中，所述废水、复配絮凝剂和复配菌剂混合后的pH值为8.4～8.7。

优选的，步骤c)中，所述澄清在机械加速澄清池中进行；所述澄清的时间为1～5h。

与现有技术相比，本发明提供了一种硫酸法钛白酸性废水的处理方法。本发明提供的处理方法包括以下步骤：a)利用电石渣对硫酸法钛白酸性废水进行预中和，得到预中和废水；b)利用石灰乳对所述预中和废水进行过量中和，并对废水进行曝气，得到碱性氧化废水；c)对所述碱性氧化废水进行固液分离，之后将分离得到的废水、复配絮凝剂和复配菌剂混合，澄清，得到处理后废水；所述复配絮凝剂的成分包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和碳酸钠；所述复配菌剂中含有醋酸钙不动杆菌、芽孢杆菌和微球菌属中的至少两种。本发明提供的处理方法一方面通过利用电石渣对废水进行预中和，降低了后续中和工序中石灰的用量，不但实现了电石渣的资源化利用，也减少了废水中和处理的成本；另一方面，该方法通过采用复配絮凝剂和复配菌剂对中和后的废水进一步处理，有效去除了废水中的悬浮物，同时大幅降低了废水中的COD和锰含量。实验结果表明：硫酸法钛白酸性废水经本发明方法处理后，出水的锰含量为0.8～1.8mg/L、COD为20～65mg/L，其余SS、氨氮等指标符合《污水综合排放标准》GB 8978-1996标准要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的硫酸法钛白酸性废水的处理工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明提供的处理方法中，首先利用电石渣对硫酸法钛白酸性废水进行预中和，得到预中和废水。其中，所述硫酸法钛白酸性废水中的H₂SO₄含量优选为10～20g/L，具体可为10g/L、11g/L、12g/L、13g/L、14g/L、15g/L、16g/L、17g/L、18g/L、19g/L或20g/L；所述硫酸法钛白酸性废水中的FeSO₄含量优选为1～10g/L，具体可为1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L、9g/L或10g/L；所述硫酸法钛白酸性废水中的Mn²⁺含量为5～15mg/L，具体可为5mg/L、6mg/L、7mg/L、8mg/L、9mg/L、10mg/L、11mg/L、12mg/L、13mg/L、14mg/L或15mg/L；所述硫酸法钛白酸性废水中的COD含量优选为500～2000mg/L，具体可为500mg/L、600mg/L、700mg/L、800mg/L、900mg/L、1000mg/L、1200mg/L、1500mg/L、1700mg/L或2000mg/L；所述电石渣为电石水解制取乙炔气过程中产生的废渣，其主要成分为氢氧化钙；所述电石渣的用量根据所述预中和废水的pH值进行确定；所述预中和废水的pH值优选为7～8.5，具体可为7、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8、8.1、8.2、8.3、8.4或8.5；所述预中和优选在预中和池中进行。

在本发明提供的处理方法中，得到预中和废水后，利用石灰乳对所述预中和废水进行过量中和，并对废水进行曝气，得到碱性氧化废水。其中，所述石灰乳优选由生石灰消化制成；所述消化优选在化灰机中进行；所述石灰乳的用量根据所述碱性氧化废水的pH值进行确定；所述曝气的曝气量与废水体积的比优选为(10～100)m³/min：800m³，具体可为10m³/min:800m³、20m³/min:800m³、30m³/min:800m³、40m³/min:800m³、50m³/min:800m³、60m³/min:800m³、70m³/min:800m³、80m³/min:800m³、90m³/min:800m³或100m³/min:800m³；所述曝气的时间优选为1～1.5h，具体可为1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h或1.5h；所述碱性氧化废水的pH值优选为9～10，具体可为9、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9或10；所述过量中和与曝气优选在中和曝气池中进行。

在本发明提供的处理方法中，得到碱性氧化废水后，对所述碱性氧化废水进行固液分离，分别得到废水和废渣。其中，所述固液分离优选在压滤机中进行。

在本发明提供的处理方法中，完成固液分离后，之后将分离得到的废水与复配絮凝剂和复配菌剂混合。其中，所述复配絮凝剂的成分包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和碳酸钠；所述聚合氯化铝的氧化铝(Al₂O₃)含量优选为≥27wt％，盐基度优选为≥46％；所述聚丙烯酰胺的数均分子量优选为≥1000，固含量优选为≥90wt％，游离单体含量优选为≤0.5wt％，离子度优选为3.0～7.0％，水解度优选为15.0～30.0％；所述聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和碳酸钠的质量比优选为(10～15)：(2～3)：1；所述聚合氯化铝和碳酸钠的质量比具体可为10:1、10.5:1、11:1、11.5:1、12:1、12.5:1、13:1、13.5:1、14:1、14.5:1、15:1；所述聚丙烯酰胺和碳酸钠的质量比具体可为2:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1或3:1；所述复配絮凝剂在废水中的添加量优选为20～100ppm，具体可为20ppm、25ppm、30ppm、35ppm、40ppm、45ppm、50ppm、55ppm、60ppm、65ppm、70ppm、75ppm、80ppm、85ppm、90ppm、95ppm或100ppm。在本发明中，所述复配菌剂中含有醋酸钙不动杆菌、芽孢杆菌和微球菌属中的至少两种；在本发明提供的一个实施例中，所述复配菌剂包括芽孢杆菌和微球菌属，所述芽孢杆菌和微球菌属的有效活菌数比优选为1：(0.5～2)，更优选为1:1；在本发明提供的另一个实施例中，所述复配菌剂包括醋酸钙不动杆菌和芽孢杆菌，所述醋酸钙不动杆菌和芽孢杆菌的有效活菌数比优选为1：(0.5～2)，更优选为1:1；在本发明提供的其他实施例中，所述复配菌剂包括醋酸钙不动杆菌和微球菌属，所述醋酸钙不动杆菌和微球菌属的有效活菌数比优选为1：(0.5～2)，更优选为1:1。在本发明中，所述复配菌剂中的有效活菌数优选为0.5×10¹⁰～5×10¹⁰cfu/g，0.5×10¹⁰cfu/g、1×10¹⁰cfu/g、1.5×10¹⁰cfu/g、2×10¹⁰cfu/g、2.5×10¹⁰cfu/g、3×10¹⁰cfu/g、3.5×10¹⁰cfu/g、4×10¹⁰cfu/g、4.5×10¹⁰cfu/g或5×10¹⁰cfu/g；所述复配菌剂在废水中的添加量优选为2～20ppm，具体可为2ppm、3ppm、4ppm、5ppm、6ppm、7ppm、8ppm、9ppm、10ppm、11ppm、12ppm、13ppm、14ppm、15ppm、16ppm、17ppm、18ppm、19ppm或20ppm。在本发明中，所述废水、复配絮凝剂和复配菌剂混合后的pH值优选为8.4～8.7，具体可为8.4、8.5、8.6或8.7。

在本发明提供的处理方法中，完成废水、复配絮凝剂和复配菌剂的混合后，进行澄清。其中，所述澄清优选在机械加速澄清池中进行；所述澄清的时间优选为1～5h，具体可为1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h。澄清结束后，得到处理后废水。

本发明提供的处理方法一方面通过利用电石渣对废水进行预中和，降低了后续中和工序中石灰的用量，不但实现了电石渣的资源化利用，也减少了废水中和处理的成本；另一方面，该方法通过采用复配絮凝剂和复配菌剂对中和后的废水进一步处理，有效去除了废水中的悬浮物，同时大幅降低了废水中的COD和锰含量。更具体来说，本发明提供的处理方法具有如下优点：

1)选用废料电石渣作为硫酸法钛白酸性废水的主要中和剂加以利用，变废为宝，不但实现了电石渣的资源化利用，也减少了废水中和处理的成本。

2)通过进行过量中和曝气，利于废水中锰离子的降低，同时利于降低废水中COD含量。

3)采用复配絮凝剂和复配菌剂对中和后的废水进一步处理，有效去除了废水中的悬浮物，同时进一步降低锰含量和废水COD。

实验结果表明：硫酸法钛白酸性废水经本发明方法处理后，出水的锰含量为0.8～1.8mg/L、COD为20～65mg/L，其余SS、氨氮等指标符合《污水综合排放标准》GB 8978-1996标准要求。

为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。

在本发明的下述实施例中，所采用的聚合氯化铝的氧化铝(Al₂O₃)含量为27wt％，盐基度为46％；所述采用的聚丙烯酰胺的数均分子量为1000，固含量≥90wt％，游离单体含量≤0.5wt％，离子度为3.0～7.0％，水解度为15.0～30.0％。

实施例1

在图1所示的处理系统中处理硫酸法钛酸性废水，具体过程包括：

将硫酸法钛酸性废水800m³加入到预中和池中，之后缓慢将其中加入电石渣进行预中和，直至到达预中和终点pH控制为8；预中和后进入中和曝气池，将生石灰经过化灰机加入清水进行化灰，并将石灰乳加入中和曝气池进行二次中和，中和至废水pH达9.5，同时以50m³/min向中和曝气池中鼓入空气，曝气1.2h；曝气完成后，使用压滤机进行固液分离，按照55ppm的添加量向分离后的废水中加入复配后絮凝剂(聚合氯化铝：聚丙烯酰胺：碳酸钠质量比为12:2.5:1)使废水的pH值回调至8.4～8.7，同时按废水量的7ppm加入复配菌剂(复配菌剂由芽孢杆菌和微球菌属复配而成，二者的有效活菌数比为1:1，总有效活菌数为3×10¹⁰cfu/g)；再经机械加速沉清2h后，得合格外排水。

原水为硫酸法钛白废水，废水中的H₂SO₄含量约为16g/L、FeSO₄含量约为6g/L、Mn²⁺含量为10mg/L、COD含量为1000mg/L。

外排水指标情况：pH为8.6，Mn²⁺含量为1.2mg/L，COD为43mg/L，其余SS、氨氮等指标符合《污水综合排放标准》GB 8978-1996标准要求。

实施例2

将硫酸法钛酸性废水800m³加入到预中和池中，之后缓慢将其中加入电石渣进行预中和，直至到达预中和终点pH控制为7；预中和后进入中和曝气池，将生石灰经过化灰机加入清水进行化灰，并将石灰乳加入中和曝气池进行二次中和，中和至废水pH达9，同时以50m³/min向中和曝气池中鼓入空气，曝气1h；曝气完成后，使用压滤机进行固液分离，按照50ppm的添加量向分离后的废水中加入复配后絮凝剂(聚合氯化铝：聚丙烯酰胺：碳酸钠质量比为10:2:1)使废水的pH值回调至8.4～8.7，同时按废水量的5ppm加入复配菌剂(复配菌剂由醋酸钙不动杆菌和芽孢杆菌复配而成，二者的有效活菌数比为1:1，总有效活菌数为3×10¹⁰cfu/g)；再经机械加速沉清2h后，得合格外排水。

外排水指标情况：pH为8.4，Mn²⁺含量为1.8mg/L，COD为65mg/L，其余SS、氨氮等指标符合《污水综合排放标准》GB 8978-1996标准要求。

实施例3

将硫酸法钛酸性废水800m³加入到预中和池中，之后缓慢将其中加入电石渣进行预中和，直至到达预中和终点pH控制为8.5；预中和后进入中和曝气池，将生石灰经过化灰机加入清水进行化灰，并将石灰乳加入中和曝气池进行二次中和，中和至废水pH达10，同时以50m³/min向中和曝气池中鼓入空气，曝气1.5h；曝气完成后，使用压滤机进行固液分离，按照60ppm的添加量向分离后的废水中加入复配后絮凝剂(聚合氯化铝：聚丙烯酰胺：碳酸钠质量比为15:3:1)使废水的pH值回调至8.4～8.7，同时按废水量的10ppm加入复配菌剂(复配菌剂由醋酸钙不动杆菌和微球菌属复配而成，二者的有效活菌数比为1:1，总有效活菌数为3×10¹⁰cfu/g)；再经机械加速沉清2.5h后，得合格外排水。

外排水指标情况：pH为8.7，Mn²⁺含量为0.8mg/L，COD为20mg/L，其余SS、氨氮等指标符合《污水综合排放标准》GB 8978-1996标准要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种硫酸法钛白酸性废水的处理方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤a)中，所述预中和废水的pH值为7～8.5。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤b)中，所述石灰乳由生石灰消化制成。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤b)中，所述曝气的曝气量与废水体积的比为(10～100)m³/min：800m³；所述曝气的时间为1～1.5h。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤b)中，所述碱性氧化废水的pH值为9～10。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤c)中，所述聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和碳酸钠的质量比为(10～15)：(2～3)：1。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤c)中，所述复配絮凝剂在废水中的添加量为20～100ppm。

8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤c)中，所述复配菌剂中的有效活菌数为0.5×10¹⁰～5×10¹⁰cfu/g；所述复配菌剂在废水中的添加量为2～20ppm。

9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤c)中，所述废水、复配絮凝剂和复配菌剂混合后的pH值为8.4～8.7。

10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤c)中，所述澄清在机械加速澄清池中进行；所述澄清的时间为1～5h。