一种钛白粉生产废水回用的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废水回用方法，尤其是涉及一种钛白粉生产废水回用的方法。
【背景技术】
[0002]我国的钛白粉主要以钛铁矿和硫酸法生产，其优点主要是技术成熟可靠、适应国产原料，缺点主要是水耗高、排放大量高浓度酸性含铁废水(俗称钛白粉废水)。虽然业界通过废水回用等措施已将吨产品废水排放量从110 m3/t以上降低至70m3/t以下，但仍不符合节能减排的要求。
[0003]目前钛白粉废水回用主要是生产过程中的废水二次利用，如把偏钛酸二次水洗出水用做偏钛酸一次水洗水，把浓缩蒸发冷凝水用做废气处理水等，而末端处理废水的回用很少。其原因是钛白粉废水通常用氢氧化钙中和曝气法进行处理，固液分离之后的出水为碱性、钙盐过饱和、易结垢，排放前要用硫酸回调PH值。对这种末端处理废水若采取深度脱钙和脱盐回用，不仅处理设施与过程比较复杂，而且处理成本较高难以被相关企业普遍接受。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种低成本的钛白粉生产废水回用的方法。
[0005]实现本发明目的的技术方案是:钛白粉生产废水回用的方法，包括以下步骤: 步骤一，把废水处理站的碱性钙盐过饱和废水引出一部分到二氧化碳反应池中，用含二氧化碳压缩空气进行曝气处理，使废水中少量的氢氧化钙生成碳酸钙晶粒以及少量的溶解态亚铁被氧化成高铁析出，从而使废水中过饱和硫酸钙的稳定性降低；
步骤二，让二氧化碳反应池的出水进入混凝沉淀池，先加入无机絮凝剂和PAM进行混凝，再进行沉淀，该沉淀过程为碳酸钙、硫酸钙、混凝剂等共沉淀，使出水中钙浓度降低至不饱和状态；
步骤三，把混凝沉淀池的出水送到砂滤池过滤，将水中的悬浮物滤除；
步骤四，让砂滤池出水进入脱气均化池，在池内停留一定时间让水中夹带的空气放出和水质得到均化；
步骤五，用脱气均化池的水替代偏钛酸二次水洗出水做一次水洗水，根据一洗工序的需要及时送到偏钛酸一洗设备，按照操作规程对偏钛酸进行一次水洗；一洗设备的出水送废水处理设施进行处理；
步骤六，用新鲜水做偏钛酸二次水洗水，把偏钛酸二洗设备的每一批二洗出水分成前后两部分，前面部分的出水送废水处理设施进行处理，后面部分的出水送浸取水储罐作为酸解浸取水；
步骤七，根据酸解工序的需要，及时把浸取水储罐中的水送到酸解工序做酸解浸取水。
[0006]所述步骤一中的碱性钙盐过饱和废水的引出量为该废水总量的45?55% ;所述含二氧化碳压缩空气中的二氧化碳用废气二氧化碳掺混且二氧化碳浓度多2% ;所述曝气处理的时间为在pH值多9.0的条件下曝气15?40分钟。
[0007]所述步骤二中的无机絮凝剂是硫酸铁、硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁中的一种或它们的复配物中的一种，PAM为商品聚丙烯酰胺；所述沉淀时间为30?90分钟，出水中钙浓度彡550mg/Lo
[0008]所述步骤三中的砂滤池为普通快滤池。
[0009]所述步骤四中的砂滤池出水在脱气均化池内的停留时间多8小时，为水力停留时间。
[0010]所述步骤五中的做一次水洗水的水，其主要水质参数为pH值6.0?9.0、钙浓度(550mg/L、铁浓度彡0.5mg/L，水体清澈无肉眼可见物。
[0011]所述步骤六中的后面部分的水量为每一批偏钛酸二次水洗出水总量的45?55%，可满足酸解浸取水的需要。
[0012]所述步骤七中的浸取水储罐中的水，其主要水质参数为硫酸浓度< 1%、铁浓度(100mg/L、|丐浓度 < 20mg/L。
[0013]本发明的有益效果:
本发明考虑到钛白粉生产的不同工序对工艺用水的要求不同，通过工艺调整提出了一种低成本废水处理技术来实现更多废水回用。在本发明技术方案中，虽然经过降钙处理的废水中仍然含有硫酸钙但处于不饱和的溶解状态，由于硫酸钙在硫酸溶液中的溶解度增大，不仅不会在一洗中析出而且可在二洗中被近乎洗净；另一方面，偏钛酸二洗出水后半部分的水质符合酸解浸取工序的用水要求，可以用做酸解浸取水，使原用的自来水节省出来，从而减排废水约30%。
[0014]下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
【附图说明】
[0015]图1是本发明方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0016]本发明方法的工艺流程参见图1。把废水处理站的碱性钙盐过饱和废水I (pH值11.2、钙浓度970mg/L、铁浓度1.2mg/L)引到二氧化碳反应池A中，用含二氧化碳3.5 (或者2.0,5.0) %的压缩空气2进行曝气处理，处理时间为15 (或者20、30、45)分钟，pH值控制为9.5 (或者9.0,9.8)，压缩空气中的二氧化碳可用废气二氧化碳掺混；接着让二氧化碳反应池A的出水3进入混凝沉淀池B，先在B的混凝区加入适量无机絮凝剂4和PAM 5进行混凝，其中的无机絮凝剂4是硫酸铝(或者硫酸铁、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝、硫酸铁与硫酸铝的复配物、聚合硫酸铁与聚合硫酸铝的复配物、聚合硫酸铝铁等)，PAM 5为商品聚丙烯酰胺，再在B的沉淀区进行沉淀，该沉淀过程为碳酸钙、硫酸钙、混凝剂等共沉淀，沉淀时间为30?90分钟，出水6中钙浓度降低为520 (500、550)mg/L ;把混凝沉淀池B的出水6送到砂滤池C过滤，将水中的悬浮物滤除；砂滤池C的出水7进入脱气均化池D，在脱气均化池D内水力停留12 (或者8、10、14)小时让水中夹带的空气放出和水质得到均化；把脱气均化池D中的出水8作为偏钛酸一次水洗水，其主要水质参数为pH值8.0 (或者6.0,7.5,8.5、9.0)、钙浓度520 (或者500、550)mg/L、铁浓度0.3 (或者0.2、0.4、0.5)mg/L且水体清澈无肉眼可见物，根据一洗工序的需要及时送到偏钛酸一洗设备E，按照操作规程对偏钛酸进行一次水洗，一洗设备E的出水9送废水处理设施进行处理；用新鲜水10做偏钛酸二次水洗水，新鲜水可以采用半脱盐水、脱盐水或水质较好的自来水，把偏钛酸二洗设备F的每一批二洗出水分成前后两部分，前面部分为50 (或45、55)%的出水11 (其杂质含量比后面部分的高)送废水处理设施进行处理，后面部分为50 (或55、45) %的出水12送浸取水储罐G用做酸解浸取水；浸取水储罐G的出水13的主要水质参数为硫酸浓度0.8 (或者0.7,0.9、1.0)%，铁浓度70 (或者60、80、100)mg/L，钙浓度15 (或者13、18、20)mg/L，根据酸解工序的需要，及时将水13送到酸解工序做酸解浸取水。
【主权项】
1.一种钛白粉生产废水回用的方法，其特征是包括以下步骤: 步骤一，把废水处理站的碱性钙盐过饱和废水引出一部分到二氧化碳反应池中，用含二氧化碳压缩空气进行曝气处理，使废水中少量的氢氧化钙生成碳酸钙晶粒以及少量的溶解态亚铁被氧化成高铁析出，从而使废水中过饱和硫酸钙的稳定性降低； 步骤二，让二氧化碳反应池的出水进入混凝沉淀池，先加入无机絮凝剂和PAM进行混凝，再进行沉淀，该沉淀过程为碳酸钙、硫酸钙、混凝剂等共沉淀，使出水中钙浓度降低至不饱和状态； 步骤三，把混凝沉淀池的出水送到砂滤池过滤，将水中的悬浮物滤除； 步骤四，让砂滤池出水进入脱气均化池，在池内停留一定时间让水中夹带的空气放出和水质得到均化； 步骤五，用脱气均化池的水替代偏钛酸二次水洗出水做一次水洗水，根据一洗工序的需要及时送到偏钛酸一洗设备，按照操作规程对偏钛酸进行一次水洗；一洗设备的出水送废水处理设施进行处理； 步骤六，用新鲜水做偏钛酸二次水洗水，把偏钛酸二洗设备的每一批二洗出水分成前后两部分，前面部分的出水送废水处理设施进行处理，后面部分的出水送浸取水储罐作为酸解浸取水； 步骤七，根据酸解工序的需要，及时把浸取水储罐中的水送到酸解工序做酸解浸取水。2.根据权利要求1所述的钛白粉生产废水回用的方法，其特征是所述步骤一中的碱性钙盐过饱和废水的引出量为该废水总量的45?55% ;所述含二氧化碳压缩空气中的二氧化碳用废气二氧化碳掺混且二氧化碳浓度多2% ;所述曝气处理的时间为在pH值多9.0的条件下曝气15?40分钟。3.根据权利要求1所述的钛白粉生产废水回用的方法，其特征是所述步骤二中的无机絮凝剂是硫酸铁、硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁中的一种或它们的复配物中的一种，PAM为商品聚丙烯酰胺；所述沉淀时间为30?90分钟，出水中钙浓度550mg/Lo4.根据权利要求1所述的钛白粉生产废水回用的方法，其特征是所述步骤三中的砂滤池为普通快滤池。5.根据权利要求1所述的钛白粉生产废水回用的方法，其特征是所述步骤四中的砂滤池出水在脱气均化池内的停留时间多8小时，为水力停留时间。6.根据权利要求1所述的钛白粉生产废水回用的方法，其特征是所述步骤五中的做一次水洗水的水，其主要水质参数为pH值6.0?9.0、钙浓度彡550mg/L、铁浓度彡0.5mg/L，水体清澈无肉眼可见物。7.根据权利要求1所述的钛白粉生产废水回用的方法，其特征是所述步骤六中的后面部分的水量为每一批偏钛酸二次水洗出水总量的45?55%，可满足酸解浸取水的需要。8.根据权利要求1所述的钛白粉生产废水回用的方法，其特征是所述步骤七中的浸取水储罐中的水，其主要水质参数为硫酸浓度彡1%、铁浓度彡100mg/L、钙浓度彡20mg/L。
【专利摘要】本发明公开了一种钛白粉生产废水回用的方法，包括以下步骤：1、把废水处理站的碱性钙盐过饱和废水引出一部分到二氧化碳反应池中，用含二氧化碳压缩空气进行曝气处理；2、让二氧化碳反应池的出水进入混凝沉淀池混凝、沉淀；3、把混凝沉淀池的出水送到砂滤池过滤；4、让砂滤池出水进入脱气均化池；5、用脱气均化池的水替代偏钛酸二次水洗出水做一次水洗水；6、用新鲜水做偏钛酸二次水洗水，出水分成前后两部分，前面部分的出水送废水处理设施进行处理，后面部分的出水送浸取水储罐用做酸解浸取水；7、把浸取水储罐中的水送到酸解工序做酸解浸取水。本发明通过工艺调整提出了一种低成本废水处理技术来实现更多废水回用。
【IPC分类】C02F101/20, C02F1/56, C02F1/20, C02F1/52, C02F103/34, C02F9/04, C02F1/72
【公开号】CN105152407
【申请号】CN201510605180
【发明人】黄力群, 游志敏
【申请人】湘潭大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月22日