钛白废酸废水与电石渣中和沉

钛白酸性废水与电石渣中和沉降实验报告一、 实验目的钛白西恩过滤器过滤后的酸性废水送硫酸污泥沉降池进行中和处理后，出现污泥很难沉降，上层清液悬浮物含量多，压滤机处理量大。因此拟在实验室进行钛白酸性废水与电石渣浆中和沉降实验，希望能找出污泥难沉降的原因，研究出解决的途径。二、 实验过程2004年8月7-8日，在生产部陈出新部长的组织下，在技术中心张中华高工的协助下，我们分别在硫酸分析室和技术中心实验室进行了一系列的实验。由于2004年8月7-8日的中和沉降实验效果不理想，2004年8月23日又做了一系列实验。三、 实验步骤3.1取西恩过滤器过滤后的酸性废水一桶，颜色绿色，无明显悬浮物，用pH计测酸性废水pH=0.08，折含硫酸40.75g/L。取电石渣浆一桶，颜色灰白，易分层沉淀。3.1.1取上述钛白废水200ml，逐步加入电石渣浆，实验结果如表1渣浆加量ml050100150250300pH0.080.130.270.577.7〜8.111.14〜11.24颜色灰白灰白灰白灰白变黑水清泥黑

沉降速度-快快快较快较快PAM加量—————5162640沉降沉降沉降沉降沉降现象先快先快先快先快后慢后慢后慢后慢沉淀层380440445445总体积600620630640总计加入40ml絮凝剂PAM后，沉淀3小时，沉淀层仍有400ml,可基本认定沉淀过程已完成。从上述试验现象可知：从西恩过滤器出来的废水含H2SO4较多，絮凝剂PAM对沉淀速度、沉降效果无明显影响，pH=6.7时，开始生成一种黑色物质，估计为Fe3O4或MnO,pH值越大，沉降越难，可认为生产Fe、Mn、Ti的氢氧化物胶体的影响。3.1.2取钛白废水200ml，逐步加入电石渣浆，实验现象如表2。电石渣浆150160175200210220230250260280颜色变化灰白灰变浑变浑黑八、、黑八、、黑八、、黑八、、黑八、、黑八、、沉淀350355360460pH0.911.221.672.783.264.255.86.47.510.5絮凝剂132030沉降速度慢慢慢

絮凝剂是加入280ml电石渣浆后分次加入，絮凝剂可使水层变清，但同时使沉淀层体积增大。3.1.3将3.1.1样640ml分别加入液态NaS和粘土，实验现象如表3。NaS2ml5ml粘土2g510152030沉降速度较快较快沉降时间5min5min4min4min5min5min10min10min沉降层体积380ml380ml360ml360ml350ml350ml300ml340ml可见加入NaS和粘土对沉降速度、沉降效果有一定积极作用，但效果不大。3.2抽滤实验3.2.1取200mlpH=0.08的钛白废酸加入220ml、235ml和250ml电石渣浆中和，结果如表4。电石渣浆加量pH抽率后渣量抽率时间滤液量烘干后渣量含固率220ml587g20min400ml27g31%235ml7134g12min350ml45g33.5%250ml8.5158g20min330ml62g39.2%从实验结果可知，反应终点pH对渣量影响很大，pH值越低，渣量越小，抽率后渣量含固率为35%。另由于电石渣浆中含有CaO、焦碳等杂质，

影响抽率后渣量和烘干后渣量。3.3低酸度钛白废水中和实验3.3.1取pH=1的钛白废水200ml，用电石渣浆进行中和实验，实验结果如表5。电石渣浆量ml50100150160pH1〜23810沉降速度慢慢慢慢沉降层体积——260（总380）3.3.2电石渣浆量为160ml，反应完全后的沉降层体积变化为:沉降时间min05101520沉降层体积ml380330290260260沉降层体积变化5040300沉降速度—较快慢慢结3.3.3取200mlpH=3.0的钛白5#沟废水，用电石渣浆进行中和，结果如表6。电石渣浆ml5060pH612沉降速度快快沉降层体积50ml55ml由于2004年8月7-8日的中和沉降实验效果不理想，我们进行了机理分析，根据我们查资料表明：钛白酸性废水与电石渣浆生成CaSO4的超饱和溶液，其中Ca2+浓度高，在水中形成羟基络合物CaOH+,这些CaOH+吸附在胶体粒子的表面，提高了胶体粒子的亲水性，也使胶体粒子相互排斥，使沉降效果变差。并且由于缺乏结晶中心和生成Fe（OH）3、Fe（OH）2及其他重金属氢氧化物形成的胶体的影响，形成的粒子约1微米，中和过程中形成了大量的可溶性盐系列，使溶液的比重增大，更加剧了粒子的沉降难度。能促进硫酸钙凝固沉降的速凝剂有：（1）能提高石膏镕解度的某些无机盐，如卤化物及硝酸盐；（2）具有和石膏同样据晶形状的物质；（3）水玻璃，如加入大量水玻璃时，几乎会使石石膏立刻凝结。（4）单价或三价金属阳离子，（5）脂肪酸钠或表面活性剂。因此，我们在2004年8月23日又做了一系列实验。实验过程和结果如下：本次实验采用的电石渣浆经分析：Ca（OH）2重量百分比为9.1%,溶液比重1.1,折1.35mol/L。3.4.1、取200mlpH=1.45的钛白废水，用电石渣浆进行中和，经15min的沉降，结果如表7。表7电石渣浆ml200pH6.59沉降速度慢沉降层体积120/400加入表面活性剂十二烷基磺酸钠1g,经15min的沉降，沉降层体积125/400，沉降速度基本与不加相同，可见加表面活性剂无明显效果，甚至有反作用。3.4.2、取200mlpH=1.45的钛白废水，用电石渣浆进行中和，经15min

的沉降，结果如表8。电石渣浆ml210pH7.45沉降速度慢沉降层体积130/410加入50%的硝酸5ml,代替鼓入空气进行氧化，经15min的沉降，沉降层体积130/400，沉降速度基本与不加相同，可见进行氧化无明显效果，再在其中加入表面活性剂十二烷基磺酸钠1g,也无明显效果。3.4.3、取200mlpH=1.45的钛白废水，用翔宇碱渣进行中和，经15min的沉降，结果如表9。翔宇碱渣g30pH7沉降速度更慢沉降层体积110/220在此溶液中加入10%的硫酸铝溶液，沉降层体积基本不变，但上层清液较清。3.4.4、取200mlpH=1.45的钛白废水，用电石渣浆进行中和，经15min的沉降，结果如表10。表10电石渣浆ml210pH7.45沉降速度更慢沉降层体积130/410在此溶液中加入10%的硫酸铝溶液，沉降层体积基本不变，但上层清液较清。四、分析与结论从上述实验结果可知，1、 钛白废水含酸量变化大，大大影响生成的沉降物量。2、 反应、沉降时间为10-15分钟，超过20分钟，沉降物体积无明显变化，反应、沉降过程结束。3、 加絮凝剂PAM、NaS、粘土、硫酸铝、进行氧化、加表面活性剂等对沉降过程无明显效果。4、 反应生成的沉降物凝聚性差，沉降性差，沉降物的假密度为1.3左右，沉降效果差，抽率后渣量含固率为35%，不便于用吊车抓。5、 从降低污泥量、加快沉降速度、提高沉降效果来看，并综合考虑环保收费政策，中和终点pH控制在6〜6.5为宜。6、 从上述实验发现，实际消耗的碱接近理论消耗碱的的3倍，实际生成沉淀量高于理论量的3倍。说明钛白酸性废水的盐类消耗了大量的碱。7、 尽管钛白酸性废水与电石渣浆生成CaSO4的超饱和溶液本身难以沉降，但最主要的原因是Fe、Ti和其他重金属氢氧化物胶体和高浓度Ca2+离子的影响，导致各种絮凝剂无作用。不过，我们在实验中发现，当钛白酸性废水与电石渣浆中和至3-3.5时，生成的沉降物沉降速度快，沉降效果好，据推测，此时溶液中的可溶性盐系列较少，并且形成的Fe、Ti和其他重金属的氢氧化物较少或没有，溶液和沉淀物之间的比重差较大，使其中的固体物容易沉降。因此，在以后钛白酸性废水与电石渣浆中和处理过程中可采取两步中和，第一步，将钛白酸性废水中和至3-3.5沉淀分离出下层固体，酸性废水再经电石渣浆中和至7再经板框压滤，这样可大大降低板框压滤机的使用数量。另外，我们分析手段欠缺，无法确定沉淀物的组成，因而也无法确定其沉降机理。我们的实验仅在实验室进行，处理的量小，而实际生产中钛白废水量大，废水含酸量变化大，运行情况可能与实验结果有差异。技术发展部：袁朝晖、王兴华安环质监部：赖正华生产管理部：杨金燕2004年8月16日硫酸污水处理站钛白废水处理物料衡算和实际生产情况分析1、 钛白废水酸度测定8月9日取7个废水样，分析废水中含硫酸酸浓平均为56.84g/l。8月10日取12个废水样，分析废水中含硫酸酸浓平均为33.58g/l。综合两天数据，废水中含硫酸酸浓平均为42.15g/l，即3.83%。废水相对密度为1.1。2、 钛白废水流量测定钛白厂两次对西恩过滤器出口流量进行测量，分别为 58m3/h、53m3/h，即平均流量为55m3/h.3、 钛白废水成分测定据有关资料数据，钛白废水中含有：总铁：1.04g/l钛：0.317g/l锰：22.7mg/l铜：0.139mg/l钒：20.43mg/l铭0.341mg/l根据实验实际情况，我们认为此数据有问题。4、 电石渣浆浓度目前，聚氯乙烯厂生产波动大，电石渣浆浓度变化大，大约为5〜10%，2004年8月23日实验采用的电石渣浆经分析：Ca(OH)2重量百分比为9.1%,溶液比重1.1,折1.35mol/L。5、 电石渣浆与钛白废水中和反应、Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4.2H2OI+2H2O(主反应)、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)钛白废水中成分复杂，反应复杂，生成的物质多，其中生成了难沉降的胶体和络合物。主反应为电石渣浆与硫酸反应，生成硫酸钙。6、理论计算结果1、Ca(OH)2+ H2SO4= CaSO4.2H2OI+2H2OTOC\o"1-5"\h\z74 98 1729.1%X 3.83%*55*1.1 y则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贝x=0.065t/h y=0.033t/h理论计算副反应生成的渣量相对较小，估算为0.1t/h则生成的湿渣总量为(4.06+0.1)/35%=11.89t/h年产湿渣量为11.89*8000=95120吨3、 能力分析如果将钛白废水和硫酸废水分开处理，硫酸废水处理仍采用原流程，钛白废水采用在沉降槽中和反应，压滤机过虑。目前，沉降槽的容积为93m3/台，两台总容积为186m3钛白废水和电石渣每小时进料：55+25=80m3体积含固率：11.89/80=14.86%，滤饼相对密度为2.5左右，滤饼量为11.89/2.5=4.76m3压滤机的能力：面积为560m2，滤饼厚度为30mm滤室容积为9.0m3一台压滤机能满足1.9小时的渣量8、实际结果分析根据在实验中的结果，由于钛白酸性废水的盐类消耗了大量的碱。实际消耗的碱接近理论消耗碱的的3倍，实际生成沉淀量高于理论量的3倍。上述理论计算出的结果不能适用于实际情况，但我们在实验中发现，当钛白酸性废水与电石渣浆中和至3-3.5时，生成的沉降物沉降速度快，沉降效果好，据推测，此时溶液中的可溶性盐系列较少，并且形成的Fe、Ti和其他重金属的氢氧化物较少或没有，溶液和沉淀物之间的比重差较大，使其中的固体物容易沉降。因此，在以后钛白酸性废水与电石渣浆中和处理过程中可采取两步中和，第一步，将钛白酸性废水中和至3-3.5沉淀分离出下层固体，酸性废水再经电石渣浆中和至7再经板框压滤，可减少75%的渣量，相对使板框压滤机的能力提高三倍以上，这样可大大降低板框压滤机的使用数量。结论：1、 钛白废水量和酸浓不发生大的变化，采用废水在沉降槽中和反应，压滤机过虑流程，理论计算表明：⑴两台沉降槽能满足两小时的进料能力，即反应时间可达到两小时。⑵一台压滤机能满足1。9.0个小时的渣量，即间隔1.9个小时左右需卸一次料，两台压滤机只能勉强满足操作要求。⑶压滤机进料泵为200m3/h，能力有剩余。钛白酸性废水与电石渣浆中和处理过程中如采取两步中和，则沉降槽和压滤机能满足要求。2、 钛白废水量和酸浓发生大的变化，如果流量和酸浓增加，则能力要求成倍增加。则沉降槽和压滤机能力不够。技术发展部：王兴华\袁朝晖2004.08.24钛白酸性废水与硫酸污酸混合

处理实验总结一、 实验目的钛白酸性废水和硫酸污酸按一定比例（4：1和3：1）混合，用电石渣浆逐步中和，最终控制PH值为7.0-8.5，观察中和反应过程变化情况，再把反应物用压缩空气进行曝气，观察曝气反应过程变化情况，曝气后的反应物进行沉降，由于渣中含砷我们公司分析室无法分析，只有对沉降后清水进行砷含量分析，通过一系列实验来论证钛白酸性废水和硫酸污酸一并处理的可行性。二、 实验步骤2.1取西恩过滤器过滤后的酸性废水一桶，颜色绿色，无明显悬浮物，用pH计测酸性废水酸度为1.65，折算硫酸酸浓为0.11%，并用量筒取钛白酸性废水一定的水样到入2500ML的玻璃容器中。2.2、取1#酸洗净化的污酸一桶，颜色黑色，含有部分悬浮物，用pH计测污酸酸度为2.45，折算酸浓为0.017%，并用量筒取一定的水样到入2500ML的玻璃容器中。2.3取电石渣浆一桶，颜色灰白，易分层沉淀。滴定Ca（OH）2浓度为4.2%左右，搅拌均匀。2.4、 向2500ML的玻璃容器中逐步加入一定的电石渣浆，观察中和反应过程变化情况，反应终点控制为PH值为7-8。2.5、 取反应物用罗茨风机压力表取样点的压缩空气进行曝气，观察曝气反应过程变化情况。2.6对曝气后的反应物进行沉降，取沉降后清水进行砷等含量分析，渣中含砷我公司分析室无法分析。

三、实验数据钛白酸性废水比硫酸污酸3:1钛白酸性废水比硫酸污酸4:1钛白酸性废水量800ml800ml钛白酸性废水酸度0.11%0.11%硫酸污酸量266ml200ml硫酸污酸酸度0.017%0.017%电石渣浆量1500ml1400ml电石渣浆浓度4.2%左右4.2%左右反应终点PH值7-87-8反应颜色变化淡绿色一淡黄色一灰黑色淡绿色一淡黄色一灰黑色曝气时间一个小时一个小时曝气量估算0.007m3/s0.007m3/s沉降现象较慢较慢沉降层（24小时后）占总体积30%左右占总体积30%左右沉降层渣情况渣底层为硫铁矿渣层，致密渣上层为污泥层，较疏松，面层易流动渣底层为硫铁矿渣层，致密渣上层为污泥层，较疏松，面层易流动沉降后清水砷含量0.71mg/l0.52mg/l清水砷含量达标情况（指标：0.5mg/l）超标40%超标4%沉降后清水汞含量0.1335mg/l0.174mg/l含固量估算5-10%5-10%

沉降速度测量表总高度污泥深度清水深度污泥沉降速度(cm