鈦白廢酸廢水與電石渣中和沉

鈦白酸性廢水與電石渣中和沉降實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康拟伆孜鞫鬟^濾器過濾后的酸性廢水送硫酸污泥沉降池進(jìn)行中和處理后，出現(xiàn)污泥很難沉降，上層清液懸浮物含量多，壓濾機(jī)處理量大。因此擬在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鈦白酸性廢水與電石渣漿中和沉降實(shí)驗(yàn)，希望能找出污泥難沉降的原因，研究出解決的途徑。二、 實(shí)驗(yàn)過程2004年8月7-8日，在生產(chǎn)部陳出新部長的組織下，在技術(shù)中心張中華高工的協(xié)助下，我們分別在硫酸分析室和技術(shù)中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)。由于2004年8月7-8日的中和沉降實(shí)驗(yàn)效果不理想，2004年8月23日又做了一系列實(shí)驗(yàn)。三、 實(shí)驗(yàn)步驟3.1取西恩過濾器過濾后的酸性廢水一桶，顏色綠色，無明顯懸浮物，用pH計(jì)測酸性廢水pH=0.08，折含硫酸40.75g/L。取電石渣漿一桶，顏色灰白，易分層沉淀。3.1.1取上述鈦白廢水200ml，逐步加入電石渣漿，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1渣漿加量ml050100150250300pH0.080.130.270.577.7?8.111.14?11.24顏色灰白灰白灰白灰白變黑水清泥黑

沉降速度-快快快較快較快PAM加量—————5162640沉降沉降沉降沉降沉降現(xiàn)象先快先快先快先快后慢后慢后慢后慢沉淀層380440445445總體積600620630640總計(jì)加入40ml絮凝劑PAM后，沉淀3小時(shí)，沉淀層仍有400ml,可基本認(rèn)定沉淀過程已完成。從上述試驗(yàn)現(xiàn)象可知：從西恩過濾器出來的廢水含H2SO4較多，絮凝劑PAM對(duì)沉淀速度、沉降效果無明顯影響，pH=6.7時(shí)，開始生成一種黑色物質(zhì)，估計(jì)為Fe3O4或MnO,pH值越大，沉降越難，可認(rèn)為生產(chǎn)Fe、Mn、Ti的氫氧化物膠體的影響。3.1.2取鈦白廢水200ml，逐步加入電石渣漿，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如表2。電石渣漿150160175200210220230250260280顏色變化灰白灰變渾變渾黑八、、黑八、、黑八、、黑八、、黑八、、黑八、、沉淀350355360460pH0.911.221.672.783.264.255.86.47.510.5絮凝劑132030沉降速度慢慢慢

絮凝劑是加入280ml電石渣漿后分次加入，絮凝劑可使水層變清，但同時(shí)使沉淀層體積增大。3.1.3將3.1.1樣640ml分別加入液態(tài)NaS和粘土，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如表3。NaS2ml5ml粘土2g510152030沉降速度較快較快沉降時(shí)間5min5min4min4min5min5min10min10min沉降層體積380ml380ml360ml360ml350ml350ml300ml340ml可見加入NaS和粘土對(duì)沉降速度、沉降效果有一定積極作用，但效果不大。3.2抽濾實(shí)驗(yàn)3.2.1取200mlpH=0.08的鈦白廢酸加入220ml、235ml和250ml電石渣漿中和，結(jié)果如表4。電石渣漿加量pH抽率后渣量抽率時(shí)間濾液量烘干后渣量含固率220ml587g20min400ml27g31%235ml7134g12min350ml45g33.5%250ml8.5158g20min330ml62g39.2%從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，反應(yīng)終點(diǎn)pH對(duì)渣量影響很大，pH值越低，渣量越小，抽率后渣量含固率為35%。另由于電石渣漿中含有CaO、焦碳等雜質(zhì)，

影響抽率后渣量和烘干后渣量。3.3低酸度鈦白廢水中和實(shí)驗(yàn)3.3.1取pH=1的鈦白廢水200ml，用電石渣漿進(jìn)行中和實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5。電石渣漿量ml50100150160pH1?23810沉降速度慢慢慢慢沉降層體積——260（總380）3.3.2電石渣漿量為160ml，反應(yīng)完全后的沉降層體積變化為:沉降時(shí)間min05101520沉降層體積ml380330290260260沉降層體積變化5040300沉降速度—較快慢慢結(jié)3.3.3取200mlpH=3.0的鈦白5#溝廢水，用電石渣漿進(jìn)行中和，結(jié)果如表6。電石渣漿ml5060pH612沉降速度快快沉降層體積50ml55ml由于2004年8月7-8日的中和沉降實(shí)驗(yàn)效果不理想，我們進(jìn)行了機(jī)理分析，根據(jù)我們查資料表明：鈦白酸性廢水與電石渣漿生成CaSO4的超飽和溶液，其中Ca2+濃度高，在水中形成羥基絡(luò)合物CaOH+,這些CaOH+吸附在膠體粒子的表面，提高了膠體粒子的親水性，也使膠體粒子相互排斥，使沉降效果變差。并且由于缺乏結(jié)晶中心和生成Fe（OH）3、Fe（OH）2及其他重金屬氫氧化物形成的膠體的影響，形成的粒子約1微米，中和過程中形成了大量的可溶性鹽系列，使溶液的比重增大，更加劇了粒子的沉降難度。能促進(jìn)硫酸鈣凝固沉降的速凝劑有：（1）能提高石膏镕解度的某些無機(jī)鹽，如鹵化物及硝酸鹽；（2）具有和石膏同樣據(jù)晶形狀的物質(zhì)；（3）水玻璃，如加入大量水玻璃時(shí)，幾乎會(huì)使石石膏立刻凝結(jié)。（4）單價(jià)或三價(jià)金屬陽離子，（5）脂肪酸鈉或表面活性劑。因此，我們?cè)?004年8月23日又做了一系列實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果如下：本次實(shí)驗(yàn)采用的電石渣漿經(jīng)分析：Ca（OH）2重量百分比為9.1%,溶液比重1.1,折1.35mol/L。3.4.1、取200mlpH=1.45的鈦白廢水，用電石渣漿進(jìn)行中和，經(jīng)15min的沉降，結(jié)果如表7。表7電石渣漿ml200pH6.59沉降速度慢沉降層體積120/400加入表面活性劑十二烷基磺酸鈉1g,經(jīng)15min的沉降，沉降層體積125/400，沉降速度基本與不加相同，可見加表面活性劑無明顯效果，甚至有反作用。3.4.2、取200mlpH=1.45的鈦白廢水，用電石渣漿進(jìn)行中和，經(jīng)15min

的沉降，結(jié)果如表8。電石渣漿ml210pH7.45沉降速度慢沉降層體積130/410加入50%的硝酸5ml,代替鼓入空氣進(jìn)行氧化，經(jīng)15min的沉降，沉降層體積130/400，沉降速度基本與不加相同，可見進(jìn)行氧化無明顯效果，再在其中加入表面活性劑十二烷基磺酸鈉1g,也無明顯效果。3.4.3、取200mlpH=1.45的鈦白廢水，用翔宇堿渣進(jìn)行中和，經(jīng)15min的沉降，結(jié)果如表9。翔宇堿渣g30pH7沉降速度更慢沉降層體積110/220在此溶液中加入10%的硫酸鋁溶液，沉降層體積基本不變，但上層清液較清。3.4.4、取200mlpH=1.45的鈦白廢水，用電石渣漿進(jìn)行中和，經(jīng)15min的沉降，結(jié)果如表10。表10電石渣漿ml210pH7.45沉降速度更慢沉降層體積130/410在此溶液中加入10%的硫酸鋁溶液，沉降層體積基本不變，但上層清液較清。四、分析與結(jié)論從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，1、 鈦白廢水含酸量變化大，大大影響生成的沉降物量。2、 反應(yīng)、沉降時(shí)間為10-15分鐘，超過20分鐘，沉降物體積無明顯變化，反應(yīng)、沉降過程結(jié)束。3、 加絮凝劑PAM、NaS、粘土、硫酸鋁、進(jìn)行氧化、加表面活性劑等對(duì)沉降過程無明顯效果。4、 反應(yīng)生成的沉降物凝聚性差，沉降性差，沉降物的假密度為1.3左右，沉降效果差，抽率后渣量含固率為35%，不便于用吊車抓。5、 從降低污泥量、加快沉降速度、提高沉降效果來看，并綜合考慮環(huán)保收費(fèi)政策，中和終點(diǎn)pH控制在6?6.5為宜。6、 從上述實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，實(shí)際消耗的堿接近理論消耗堿的的3倍，實(shí)際生成沉淀量高于理論量的3倍。說明鈦白酸性廢水的鹽類消耗了大量的堿。7、 盡管鈦白酸性廢水與電石渣漿生成CaSO4的超飽和溶液本身難以沉降，但最主要的原因是Fe、Ti和其他重金屬氫氧化物膠體和高濃度Ca2+離子的影響，導(dǎo)致各種絮凝劑無作用。不過，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鈦白酸性廢水與電石渣漿中和至3-3.5時(shí)，生成的沉降物沉降速度快，沉降效果好，據(jù)推測，此時(shí)溶液中的可溶性鹽系列較少，并且形成的Fe、Ti和其他重金屬的氫氧化物較少或沒有，溶液和沉淀物之間的比重差較大，使其中的固體物容易沉降。因此，在以后鈦白酸性廢水與電石渣漿中和處理過程中可采取兩步中和，第一步，將鈦白酸性廢水中和至3-3.5沉淀分離出下層固體，酸性廢水再經(jīng)電石渣漿中和至7再經(jīng)板框壓濾，這樣可大大降低板框壓濾機(jī)的使用數(shù)量。另外，我們分析手段欠缺，無法確定沉淀物的組成，因而也無法確定其沉降機(jī)理。我們的實(shí)驗(yàn)僅在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，處理的量小，而實(shí)際生產(chǎn)中鈦白廢水量大，廢水含酸量變化大，運(yùn)行情況可能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有差異。技術(shù)發(fā)展部：袁朝暉、王興華安環(huán)質(zhì)監(jiān)部：賴正華生產(chǎn)管理部：楊金燕2004年8月16日硫酸污水處理站鈦白廢水處理物料衡算和實(shí)際生產(chǎn)情況分析1、 鈦白廢水酸度測定8月9日取7個(gè)廢水樣，分析廢水中含硫酸酸濃平均為56.84g/l。8月10日取12個(gè)廢水樣，分析廢水中含硫酸酸濃平均為33.58g/l。綜合兩天數(shù)據(jù)，廢水中含硫酸酸濃平均為42.15g/l，即3.83%。廢水相對(duì)密度為1.1。2、 鈦白廢水流量測定鈦白廠兩次對(duì)西恩過濾器出口流量進(jìn)行測量，分別為 58m3/h、53m3/h，即平均流量為55m3/h.3、 鈦白廢水成分測定據(jù)有關(guān)資料數(shù)據(jù)，鈦白廢水中含有：總鐵：1.04g/l鈦：0.317g/l錳：22.7mg/l銅：0.139mg/l釩：20.43mg/l銘0.341mg/l根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況，我們認(rèn)為此數(shù)據(jù)有問題。4、 電石渣漿濃度目前，聚氯乙烯廠生產(chǎn)波動(dòng)大，電石渣漿濃度變化大，大約為5?10%，2004年8月23日實(shí)驗(yàn)采用的電石渣漿經(jīng)分析：Ca(OH)2重量百分比為9.1%,溶液比重1.1,折1.35mol/L。5、 電石渣漿與鈦白廢水中和反應(yīng)、Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4.2H2OI+2H2O(主反應(yīng))、Ca(OH)2+FeSQ=CaSQ.2^0I+Fe(OH)2I、Ca(OH)2+MnSO4=CaSO4.2H2OI+Mn(OH)2I(棕褐色)、4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3I(棕褐色)、Ca(OH)2+TiOSO4+2H2O=CaSO4.2H2OI+H4TiO4I(白色)鈦白廢水中成分復(fù)雜，反應(yīng)復(fù)雜，生成的物質(zhì)多，其中生成了難沉降的膠體和絡(luò)合物。主反應(yīng)為電石渣漿與硫酸反應(yīng)，生成硫酸鈣。6、理論計(jì)算結(jié)果1、Ca(OH)2+ H2SO4= CaSO4.2H2OI+2H2OTOC\o"1-5"\h\z74 98 1729.1%X 3.83%*55*1.1 y則x=19.23t/h y=4.06t/h2、 Ca(OH)2+FeSO4=CaSO4.2H2OI+Fe(OH)2I\o"CurrentDocument"74 152 172 9055x1.04X Y貝x=0.065t/h y=0.033t/h理論計(jì)算副反應(yīng)生成的渣量相對(duì)較小，估算為0.1t/h則生成的濕渣總量為(4.06+0.1)/35%=11.89t/h年產(chǎn)濕渣量為11.89*8000=95120噸3、 能力分析如果將鈦白廢水和硫酸廢水分開處理，硫酸廢水處理仍采用原流程，鈦白廢水采用在沉降槽中和反應(yīng)，壓濾機(jī)過慮。目前，沉降槽的容積為93m3/臺(tái)，兩臺(tái)總?cè)莘e為186m3鈦白廢水和電石渣每小時(shí)進(jìn)料：55+25=80m3體積含固率：11.89/80=14.86%，濾餅相對(duì)密度為2.5左右，濾餅量為11.89/2.5=4.76m3壓濾機(jī)的能力：面積為560m2，濾餅厚度為30mm濾室容積為9.0m3一臺(tái)壓濾機(jī)能滿足1.9小時(shí)的渣量8、實(shí)際結(jié)果分析根據(jù)在實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果，由于鈦白酸性廢水的鹽類消耗了大量的堿。實(shí)際消耗的堿接近理論消耗堿的的3倍，實(shí)際生成沉淀量高于理論量的3倍。上述理論計(jì)算出的結(jié)果不能適用于實(shí)際情況，但我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鈦白酸性廢水與電石渣漿中和至3-3.5時(shí)，生成的沉降物沉降速度快，沉降效果好，據(jù)推測，此時(shí)溶液中的可溶性鹽系列較少，并且形成的Fe、Ti和其他重金屬的氫氧化物較少或沒有，溶液和沉淀物之間的比重差較大，使其中的固體物容易沉降。因此，在以后鈦白酸性廢水與電石渣漿中和處理過程中可采取兩步中和，第一步，將鈦白酸性廢水中和至3-3.5沉淀分離出下層固體，酸性廢水再經(jīng)電石渣漿中和至7再經(jīng)板框壓濾，可減少75%的渣量，相對(duì)使板框壓濾機(jī)的能力提高三倍以上，這樣可大大降低板框壓濾機(jī)的使用數(shù)量。結(jié)論：1、 鈦白廢水量和酸濃不發(fā)生大的變化，采用廢水在沉降槽中和反應(yīng)，壓濾機(jī)過慮流程，理論計(jì)算表明：⑴兩臺(tái)沉降槽能滿足兩小時(shí)的進(jìn)料能力，即反應(yīng)時(shí)間可達(dá)到兩小時(shí)。⑵一臺(tái)壓濾機(jī)能滿足1。9.0個(gè)小時(shí)的渣量，即間隔1.9個(gè)小時(shí)左右需卸一次料，兩臺(tái)壓濾機(jī)只能勉強(qiáng)滿足操作要求。⑶壓濾機(jī)進(jìn)料泵為200m3/h，能力有剩余。鈦白酸性廢水與電石渣漿中和處理過程中如采取兩步中和，則沉降槽和壓濾機(jī)能滿足要求。2、 鈦白廢水量和酸濃發(fā)生大的變化，如果流量和酸濃增加，則能力要求成倍增加。則沉降槽和壓濾機(jī)能力不夠。技術(shù)發(fā)展部：王興華\袁朝暉2004.08.24鈦白酸性廢水與硫酸污酸混合

處理實(shí)驗(yàn)總結(jié)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康拟伆姿嵝詮U水和硫酸污酸按一定比例（4：1和3：1）混合，用電石渣漿逐步中和，最終控制PH值為7.0-8.5，觀察中和反應(yīng)過程變化情況，再把反應(yīng)物用壓縮空氣進(jìn)行曝氣，觀察曝氣反應(yīng)過程變化情況，曝氣后的反應(yīng)物進(jìn)行沉降，由于渣中含砷我們公司分析室無法分析，只有對(duì)沉降后清水進(jìn)行砷含量分析，通過一系列實(shí)驗(yàn)來論證鈦白酸性廢水和硫酸污酸一并處理的可行性。二、 實(shí)驗(yàn)步驟2.1取西恩過濾器過濾后的酸性廢水一桶，顏色綠色，無明顯懸浮物，用pH計(jì)測酸性廢水酸度為1.65，折算硫酸酸濃為0.11%，并用量筒取鈦白酸性廢水一定的水樣到入2500ML的玻璃容器中。2.2、取1#酸洗凈化的污酸一桶，顏色黑色，含有部分懸浮物，用pH計(jì)測污酸酸度為2.45，折算酸濃為0.017%，并用量筒取一定的水樣到入2500ML的玻璃容器中。2.3取電石渣漿一桶，顏色灰白，易分層沉淀。滴定Ca（OH）2濃度為4.2%左右，攪拌均勻。2.4、 向2500ML的玻璃容器中逐步加入一定的電石渣漿，觀察中和反應(yīng)過程變化情況，反應(yīng)終點(diǎn)控制為PH值為7-8。2.5、 取反應(yīng)物用羅茨風(fēng)機(jī)壓力表取樣點(diǎn)的壓縮空氣進(jìn)行曝氣，觀察曝氣反應(yīng)過程變化情況。2.6對(duì)曝氣后的反應(yīng)物進(jìn)行沉降，取沉降后清水進(jìn)行砷等含量分析，渣中含砷我公司分析室無法分析。

三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)鈦白酸性廢水比硫酸污酸3:1鈦白酸性廢水比硫酸污酸4:1鈦白酸性廢水量800ml800ml鈦白酸性廢水酸度0.11%0.11%硫酸污酸量266ml200ml硫酸污酸酸度0.017%0.017%電石渣漿量1500ml1400ml電石渣漿濃度4.2%左右4.2%左右反應(yīng)終點(diǎn)PH值7-87-8反應(yīng)顏色變化淡綠色一淡黃色一灰黑色淡綠色一淡黃色一灰黑色曝氣時(shí)間一個(gè)小時(shí)一個(gè)小時(shí)曝氣量估算0.007m3/s0.007m3/s沉降現(xiàn)象較慢較慢沉降層（24小時(shí)后）占總體積30%左右占總體積30%左右沉降層渣情況渣底層為硫鐵礦渣層，致密渣上層為污泥層，較疏松，面層易流動(dòng)渣底層為硫鐵礦渣層，致密渣上層為污泥層，較疏松，面層易流動(dòng)沉降后清水砷含量0.71mg/l0.52mg/l清水砷含量達(dá)標(biāo)情況（指標(biāo)：0.5mg/l）超標(biāo)40%超標(biāo)4%沉降后清水汞含量0.1335mg/l0.174mg/l含固量估算5-10%5-10%

沉降速度測量表總高度污泥深度清水深度污泥沉降速度(cm