1 廢水水質(zhì)
硫酸法鈦白粉的生產(chǎn)工序主要由鈦鐵礦的粉磨、酸解、還原、冷凍結(jié)晶、水解、過濾、水洗、煅燒、粉碎等組成。在該工藝中，水解、水洗、酸解工段產(chǎn)生大量的酸性廢水，廢水中含有大量的 Fe2+、Fe3+、SO42-、H+ 以及少量的Ti3+、Ca2+、
Mg2+、Cr2+，pH 值一般為 1～3，色度 800～1 000 倍，對環(huán)境的污染極大。其中水解母液（高濃度酸性廢水，又稱廢酸）含硫酸 15%～20%、FeSO4 5%、TiOSO4 2%、Al2（SO4）3 2%；水洗廢水（中濃度酸性廢水）主要來自偏鈦酸水洗工段，含 H2SO4 0.8%～1.0%、FeSO4 0.1%以及少量其他可溶性硫酸鹽；酸解尾氣堿洗廢水（中濃度酸性廢水）是采用稀堿液洗滌處理酸解尾氣中的酸霧產(chǎn)生的，洗滌廢液冷卻降溫后循環(huán)使用，循環(huán)到一定程度后排放，但排放量相對較小，含 FeSO41.5%、 H2SO4 4.3%。
2 酸性廢水處理工藝
原工藝采用普通中和、沉淀法，該工藝對 pH 值控制較高，F(xiàn)e2+不易沉淀，出水很難達(dá)標(biāo)。改造后采用中和、曝氣、沉淀法，工藝流程見圖 1。
2.1 中和劑的確定
由于石灰原料來源廣、價(jià)格便宜，可以中和不同濃度的酸性廢水，且 Ca（OH）2 本身對廢水中的雜質(zhì)具有凝聚作用，因此鈦白粉酸性廢水處理采用石灰作為中和劑。生石灰經(jīng)消灰機(jī)消化，制備成濃度為 5%～10%Ca（OH）2 溶液。
2.2 中和反應(yīng)及沉降
鈦白粉酸性廢水中主要污染物為 H2 SO4 及 FeSO4，用 Ca（OH）2 乳液與其反應(yīng)，生成 CaSO4 沉淀和 Fe（OH）2。實(shí)際生產(chǎn)中，盡量使廢水中的鐵通過曝氣將 Fe（OH）2 氧化成為Fe（OH）3 沉淀去除，主要是因?yàn)椋?Fe3+的溶度積較 Fe2+低； 3.2.2 廢水中殘存的 Fe（OH）2 可與重鉻酸鉀反應(yīng)，提高廢水中的 COD 含量； 廢水中殘存的 Fe（OH）2 緩慢氧化會(huì)使出水的 pH 值逐漸降低，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致出水質(zhì)量超標(biāo)；
Fe（OH）2 沉渣的濃縮和脫水較 Fe（OH）3 困難。在 p H值為 5.5 時(shí)，F(xiàn)e（OH）3 溶解度最??；在 pH 值為 7～7.5 進(jìn)行曝氣，F(xiàn)e2+可迅速轉(zhuǎn)化為 Fe3+。
因此在實(shí)際操作過程中，Ca（OH）2 乳液的投加應(yīng)通過pH 在線控制閥進(jìn)行調(diào)控，將中和的 pH 值控制在 5.5～7.5，盡可能地使 Fe2+轉(zhuǎn)化成為 Fe3+。如果 pH 值過高，則 Fe2+未來得及轉(zhuǎn)化為 Fe3+就已沉淀，導(dǎo)致后處理困難。一般來說，鈦白粉酸性廢水中鐵離子含量相對較高，當(dāng)廢水中的鐵離子去除效果達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其他重金屬離子的含量也可以同時(shí)滿足要求。
2.3 曝氣效果對出水水質(zhì)的影響
Fe2+能否被充分氧化成 Fe3+，除了需要合適 pH 值外，廢水中要有充足的溶解氧。當(dāng)溶解氧不足時(shí)，處理過程的生成物主要是 Fe（OH）2，其不易沉淀且不穩(wěn)定，且在排放過程中被逐漸氧化，導(dǎo)致出水的 pH 值逐漸降低，甚至超出排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，由于 Fe（OH）2 可被氧化，使廢水 COD 提高，嚴(yán)重時(shí)可能超標(biāo)。因此曝氣效果直接影響處理效果的好壞。
2.4 沉淀池的選取
由于 CaSO4 粘性較大，采用斜板、斜管沉淀池易引起堵塞，維護(hù)工作量較大；豎流式沉淀池適用于小流量，且施工難度大、造價(jià)高，對沖擊負(fù)荷適應(yīng)能力差；輻流式沉淀池排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求高、造價(jià)較高；廢水水質(zhì)、流量變化較大，因此適合選用平流式沉淀池，該池沉淀效果好、對沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力較強(qiáng)，且施工簡單，造價(jià)較低。實(shí)際運(yùn)行效果表明，沉淀效果好，出水較穩(wěn)定。
2.5 污泥處理
從沉淀池排出的污泥含水率較高，一般先去污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，盡可能降低污泥的含水率，再進(jìn)行機(jī)械脫水，這樣有利于提高脫水設(shè)備的生產(chǎn)能力；同時(shí)污泥濃縮池也起到污泥貯存及緩沖作用。鈦白粉酸性廢水污泥為無機(jī)污泥，主要成分為 CaSO4。采用帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)進(jìn)行脫水，雖然可以連續(xù)運(yùn)行，但濾餅含水率高（75%～85%），泥餅運(yùn)輸困難，費(fèi)用較高，而且脫水前需添加絮凝劑，絮凝效果的好壞直接影響到脫水效果，且絮凝劑價(jià)格昂貴。
3 結(jié)語
應(yīng)不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝，從源頭消除污染。要加快建立和完善技術(shù)創(chuàng)新體系，不斷加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)力量，加大技術(shù)開發(fā)資金的投入，加快開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和主導(dǎo)產(chǎn)品；要積極探索技術(shù)創(chuàng)新模式，開展多種形式的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，吸引科研機(jī)構(gòu)和大專院校的科研力量，對鈦白粉生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)難題進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，促進(jìn)科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。加大氯化法生產(chǎn)規(guī)模，是提高我國鈦白粉質(zhì)量的有效途徑。
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