第第頁硫酸法鈦白粉生產廢水治理的實驗研究_李剛

第２７卷第４期２００７年４月

工業水處理

ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔ

Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．４Ａｐｒ．，２００７

硫酸法鈦白粉生產廢水治理的實驗研究

李剛１，趙晴２，于魯冀１，郝紹菊３

（１．鄭州大學環境技術咨詢工程公司，河南鄭州４５０００２；２．河南工業大學土木建筑學院，河南鄭州４５００５２；

３．黃河科技學院，河南鄭州４５００６３）

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試驗研究工業水處理２００７－０４，２７（４）

質量從７～２５ｇ不等，分別制成３００ｍＬ的氫氧化鈣乳濁液。取兩組廢水，每組７份，每份５００ｍＬ，分別投加不等量的由電石渣或石灰制成的氫氧化鈣乳濁液，經六聯電動攪拌機攪拌１５ｍｉｎ后，沉降５ｍｉｎ，取上清液，測定ｐＨ、Ｆｅ２＋和ＣＯＤＣｒ。檢測結果見圖２￣圖４。

圖１硫酸法鈦白粉生產工藝流程

要物質質量分數為：硫酸１５％～２０％，ＦｅＳＯ４５％，

ＴｉＯＳＯ４２％，Ａｌ２（ＳＯ４）３２％。

（２）水洗廢水（中濃度酸性廢水）。主要來自偏鈦酸水洗工段。其中Ｈ２ＳＯ４質量分數為０．８％～１％，

ＦｅＳＯ４為０．１％以及少量其他可溶性硫酸鹽。

（３）酸解尾氣堿洗廢水（中濃度酸性廢水）。酸解尾氣中的酸霧采用稀堿液洗滌處理，洗滌廢液冷卻降溫后循環使用，循環到一定程度后排放，但排放量相對較小。其中ＦｅＳＯ４質量分數為１．５％，Ｈ２ＳＯ４為

圖２投加質量對廢水ｐＨ的影響

４．３％。

本實驗用水取自某硫酸法鈦白粉廠綜合廢水處理調節池，實驗用水量為１５Ｌ。廢水水質見表１。

表１

項目廢水標準

廢水水質

ＣＯＤＣｒ／（ｍｇＬ－１）

Ｆｅ２＋／（ｍｇＬ－１）

圖３

３５５２．５—

投加質量對廢水中Ｆｅ２＋的影響

ｐＨ＜２６￣９

４２５１５０

２實驗部分

２．１主要試劑與儀器

主要試劑：質量分數為９８％的硫酸；硫酸亞鐵銨；質量分數為０．５％的鄰菲啰啉；１００ｇ／Ｌ的鹽酸羥胺；１＋３鹽酸；０．２５ｍｏｌ／Ｌ的重鉻酸鉀。

主要儀器：７２１分光光度計；微波消解儀；六聯攪拌機；１０００ｍＬ燒杯。

圖４

投加質量對廢水中ＣＯＤＣｒ的影響

圖４可知，投加電石渣或石灰后，首先由圖２～

發生酸堿中和反應，使得水樣的ｐＨ增加，同時通過攪拌將原水中少部分Ｆｅ２＋轉化成為Ｆｅ３＋，從而生成

２．２石灰和電石渣成分

石灰來源于該鈦白粉廠；電石渣來源于某氯堿

廠，主要成分質量分數（干基）為Ｃａ（ＯＨ）２７８％、ＳｉＯ２

１６％、Ａｌ２Ｏ３１．５％及其他雜質。電石渣和石灰首先經過

１０５℃高溫干燥３ｈ，去除其中游離水分。經河南省建材工業產品質量監督檢驗站檢測，干燥后石灰ＣａＯ質量分數為５７．１０％，干燥后電石渣ＣａＯ質量分數為５８．９４％。

２．３實驗方法

分別稱取７份經過烘干的電石渣和石灰，每份

Ｆｅ（ＯＨ）３沉淀，故廢水的Ｆｅ２＋濃度下降，ＣＯＤＣｒ也隨著減少；當電石渣投加質量≥２２ｇ，Ｆｅ２＋去除效果顯著，ＣＯＤＣｒ達到排放標準，但此時廢水偏堿性；石灰投加質量≥１９ｇ時，Ｆｅ２＋去除效果顯著，ＣＯＤＣｒ也達

到排放標準，但此時水樣偏酸性；電石渣或石灰投加質量增加到一定值后，Ｆｅ２＋濃度、ＣＯＤＣｒ等變化不明顯。

綜上所述，在治理硫酸法鈦白粉廠酸性廢水時，

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投加烘干電石渣對廢水的中和作用和對ＣＯＤＣｒ的去除作用和投加石灰具有相同的效果，其投加量和石灰相差不大，如果采用烘干電石渣投加量約為石灰的１．１５倍。

李剛，等：硫酸法鈦白粉生產廢水治理的實驗研究采用電石渣代替石灰治理酸性廢水可綜合利用電石渣，還節約了電石渣處理過程中土地占用和處理費用問題。但處理后的廢水目前還不能通過企業自身循環利用，但是針對不同的鈦白粉廠所處的區域位置，結合當地的企業類型，可以考慮從區域的角度進行治理后廢水的再利用。

３經濟可行性

在實際生產當中，采用電石渣還是石灰治理酸

性廢水，最主要考慮的是運行費用，包括以下幾個方面：

根據調查，石灰的售價（１）電石渣或石灰的價格。

大約為１５０元／ｔ，而電石渣是氯堿廠產生的廢渣，氯堿企業基本上可以免費提供電石渣。因此在原材料的價格方面電石渣具有相當大的優越性。

（２）電石渣或石灰的運輸費用。氯堿廠所排放的電石渣含水量≤４０％，因此實際生產當中如果采用電石渣代替石灰則需要投加１．９倍的電石渣（其中主要是含有大量水分）。因此在運輸過程中電石渣的運輸費用要高出石灰運輸費用近１倍。

石灰在使用過程中需要熟（３）設備運行費用。

化，生成氫氧化鈣，并配制成質量分數為１０％的

２００５年１１月，該企業根據電石渣的經濟優勢

決定使用電石渣處理酸性廢水，目前已經建成并投入運行。運行效果表明，完全可以達到石灰的處理效果，處理后廢水可達標排放。其廢水處理成本為２．５元／ｔ，具有一定的經濟效益。

４結論

（１）實驗結果表明，采用電石渣治理硫酸法鈦白

粉生產廢水的工藝是可行的，其烘干后的電石渣消耗量與石灰相比相差不大，但含有４０％水分的電石渣消耗量是石灰的１．９倍。

（２）電石渣的原料費用基本為零，但是運輸費用是石灰的１．９倍。因此，采用電石渣治理該酸性廢水時要考慮石灰和電石渣在運輸費用和原料成本上的經濟比較，針對本次實驗研究，采用電石渣的廢水處理運行成本為２．３９元／ｔ，遠低于石灰的５．２７元／ｔ。

（３）利用電石渣治理酸性廢水可以使廢渣綜合處理，節約了資源，體現了循環經濟的意義，因此建議企業在治理酸性廢水的同時積極尋求硫酸鈣渣的再次循環利用。

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