二氧化钛含盐废水的处理工艺

国家“十二五”规划明确提出建设资源节约型、环境友好型社会，特别是对化工、电力、钢铁等高耗水行业和大型排污企业，国家对节水减排提出了更严格的要求。在氯化钛白生产过程中，经过表面处理的滤饼在压滤和洗涤过程中会产生大量的工业废水，废水量波动较大。废水的主要成分是Cl-、SO42-和TiO _ 2。废水中Cl-、so42-浓度和TiO 2颗粒含量波动较大，给废水的后处理和排放带来很大困难。特别是废水的排放，不仅造成严重的环境污染，而且带走了一部分钛白粉产品，降低了钛白粉的产量。因此，从这些含盐废水中处理、提纯和回收二氧化钛颗粒具有重要的经济和社会效益。

本文对各种废水处理工艺进行了研究，并对其优缺点进行了对比分析，为钛白生产行业含盐废水的处理提供了理论依据和参考。

1.氯化法二氧化钛基材表面改性的生产工艺

氯化法生产的钛白粉基料经中和降低粘度后，引入砂磨机进行研磨分级，粒度符合要求后，再引入表面处理工序进行表面处理。为保证产品质量，钛白粉产品经表面处理后，进行过滤和洗涤。操作过程包括五个阶段:过滤、洗涤、压榨、吹干和卸料。滤饼通过后续的干燥和蒸汽粉碎工艺继续处理，得到成品二氧化钛，废水进入废水处理工艺进行处理。

二。钛白生产中含盐废水的特性

钛白粉表面处理生产过程中添加了硫酸、硅酸钠、硫酸铝等化学物质，因此废水的主要成分为Cl-、SO42- 2和TiO2 _ 2。废水成分受工艺、设备和人员操作的影响，呈现一定的区间值，但总体上含盐废水的水质和水量相对稳定。

三。含盐废水处理技术

1.膜处理技术

膜分离技术利用膜的选择性透过性来实现混合物的分离。根据分离功能的不同，可分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)，其中MF和UF通常作为NF和RO的预处理单元。某公司采用二级反渗透技术处理氯化法钛白含盐废水，回用水水质达到《循环冷却水再生水水质标准》HG/T3923-2007水质标准。

膜处理技术因其选择性好、无污染、操作简单、维护方便、可结构化使用、无相变等优点，近年来成为含盐废水处理研究和应用的热点。然而，膜处理工艺成本高，膜组件易污染导致废水处理效果差，极大地限制了膜分离技术在废水处理中的应用。如果能开发出低成本、抗污染、自清洁的膜材料，或者采用“膜+蒸发”的改进工艺，膜分离技术将更多地应用于废水领域。

2.多效蒸发技术

蒸发是加热使溶液的溶剂蒸发，使溶质留在未蒸发的溶剂中，而蒸气被收集和冷凝，冷凝液中含有极低浓度的非挥发性溶质，使废水得到净化。蒸发的目的是溶质和溶剂的分离，但其本质是热交换和传递。根据二次蒸汽和溶液的流向，多效蒸发过程可分为:顺流过程、逆流过程和错流过程。按蒸发顺序可分为单效和多效。单效蒸发利用原蒸汽提供的热量直接冷凝被蒸发的蒸汽，即前一效的二次蒸汽作为下一效蒸发器的加热介质而不利用其冷凝热，充分利用热能节约原蒸汽。在多效蒸发中，后效溶液的沸点和压力必须低于前效。

这是一种通用、成熟、可靠的蒸发技术。结合不同类型的蒸发器，可将物料浓缩至60%以上的浓度，或直接蒸发至过饱和结晶。多效蒸发对水质要求高，否则会导致系统频繁堵塞，降低处理能力，影响生产发展。该技术使用的主要能耗是原蒸汽:如一台四效蒸发器蒸发一吨水，需要250 ~ 350公斤原蒸汽；三效蒸发器蒸发一吨水需要350 ~ 450公斤蒸汽。工艺能耗与系统操作人员的技术水平密切相关，操作不当容易导致整个系统达不到设计指标。另外，考虑到人员配备，多效蒸发装置需要更多的操作人员，生产管理成本较高。

3.MVR蒸发技术

机械热泵蒸发技术(简称MVR)是一种新型高效蒸发技术。其原理是引入蒸汽压缩机或压缩机风机，回收二次蒸汽的大量潜热。MVR蒸发技术不依靠效间温差来实现蒸汽的多次利用。而是利用压缩机提高二次蒸汽的温度，将加热后的二次蒸汽作为蒸发热源，从而减少对外来蒸汽的需求，只消耗一定的电能。是国家重点推广的节能环保技术之一，广泛应用于食品、医药领域的蒸发浓缩处理。近年来，随着国家环保产业政策的日益严格，减少含盐废水量，甚至实现零排放已成为必然趋势。MVR作为一种节能高效的蒸发处理技术，具有广阔的应用空间和发展前景。MVR系统的主要能耗在于压缩机的功耗。通常蒸发一吨水需要30~78kg的原蒸汽和30~55KW的电耗(压缩机电耗)。目前MVR蒸发技术的装置水平与压缩机厂家的设计思路和设备制造水平密切相关:节能型压缩机对废水的数量和质量有严格的要求，不能在偏离设计指标的工况下运行，而能耗稍高的压缩机会牺牲部分效率来提高压缩机在恶劣工况下的稳定性。

4.电渗析技术

电渗析是20世纪50年代发展起来的新技术。最早用于海水淡化，现在广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸、制药等行业，特别是纯水的制备和环境保护中的三废处理，如酸碱回收、电镀废液处理和工业废水中有用物质的回收。由于电渗析中使用的膜是离子交换膜，它对铁离子、BOD、COD和其他杂质非常敏感。

目前，在项目的实际运行中，存在一些情况:

(1)综合投资成本高，运行能耗高(一般为17~20kWh/m3)，使用寿命短(一般更换周期小于3年)；

(2)溶液预处理不充分导致膜中毒和失效；

(3)通过该技术只能将材料浓缩至13%的含盐量，缺乏在更高含盐量系统中的成功工程业绩。

四。结论

钛白产业作为一个新兴产业，中国的经济发展离不开钛白的稳定发展。然而，随着钛白粉的快速发展，大量含盐废水的排放，不仅对供水环境造成了极大的危害，也加剧了我国日益紧张的水资源形势。随着人们环保意识的增强，含盐废水的处理越来越受到重视。废水处理:尽管许多工艺已被证明能有效解决环境污染问题，但在氯化法生产二氧化钛的废水处理工程中，并非所有工艺都能经济地实施。因此，在废水处理过程中，需要结合水质和当地政策，有效选择经济可行的废水处理措施。通过对含盐废水处理技术的对比分析，为我国钛白生产行业含盐废水处理提供理论依据和参考。(来源:云南冶金新力钛业有限公司)

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