[实用新型]硫酸法生产钛白粉排放酸性废水的处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业生产中废水治理的技术领域，具体是涉及一种硫酸法生产钛白粉排放酸性废水的处理系统。

背景技术

钛白粉学名二氧化钛(TiO2)，相对分子质量79.88，是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，并且其化学性能稳定，具有高折射率和理想的粒度分布，是当前世界上最佳、最常用且性能非常优异的颜料之一，广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨、色浆、橡胶等领域。在当今世界最重要的无机化合物中钛白粉占居第三位，仅次于氨和磷酸。

自2000年以来，我国钛白粉行业发展迅速，根据国家化工行业生产力促进中心钛白分中心数据提供，我国是世界主要的钛白粉生产国，现有钛白粉生产企业共计46家法人企业(57家工厂)，2013年产量达到286万吨，居世界之首。

钛白粉生产工艺可以分为硫酸法和氯化法，硫酸法生产工艺技术简单，拥有较好的产业基础，加上我国大部分钛矿资源具有酸溶性高的特点，决定了国内诸多企业钛白粉生产在相当长的时期内仍将以硫酸法为主。

硫酸法钛白粉生产车间的排水汇集了酸解、沉淀、水解、漂洗、盐处理等各主要工序的所有酸性废水。硫酸法每产1吨钛白粉，需消耗钛铁矿2～3吨，硫酸3.5～4.5吨，大约副产20％的废硫酸(其中含有硫酸亚铁、偏钛酸和其它金属离子硫酸盐等)5～7吨，以及约20～100吨2％～6％的酸性废水，除部分浓废酸可返回使用外，其余废酸和废水都只能处理后排放，这是硫酸法钛白粉生产工艺中最主要的污染物。

针对硫酸法生产钛白粉排放的酸性废水的治理，目前主要是利用石灰浆、电石渣或方解石中和，再经曝气氧化、过滤后，直接排放。每生产1吨钛白粉将产生20～100吨含硫酸2％～6％的酸性废水，需用4吨石灰中和。而中和后水中含有钙离子，不能在生产中直接回收使用。石灰中和后产生的废渣(红钛石膏)含有大量的铁离子，呈现红褐色，多数采取填埋，少量用于水泥行业，由于含水量高不能有效利用，综合处理消耗成本在600～1200元/吨。这种方法不仅处理难度大、成本高、消耗大量的碱(石灰、电石渣)等，而且还需要面临对同时产生的大量红钛石膏渣废料的处理难题。另一方面，这种石灰浆中和法处理仅仅是将废水中的酸中和后再排放而不能直接回用，水资源极大浪费的同时，也导致钛白粉的生产成本居高不下。

为实现硫酸法生产钛白粉排放的酸性废水的治理，业内也在探索采用高温浓缩处理回收硫酸工艺，但废水中的金属离子在浓缩过程中随着浓度的增大会富集并结胶，对设备结垢堵塞，而废水浓缩成为稀硫酸，除了能耗高而且对设备腐蚀严重，设备投资大，增加生产企业负担，最终也未能在生产企业中得到很好应用。

公开号为CN102079512A的发明专利申请公开了“从硫酸法制备钛白粉的废酸中回收硫酸和硫酸盐的工艺”，通过沉降预处理、一段闪蒸－结晶浓缩分离、二段真空蒸发浓缩分离和三段真空蒸发浓缩分离来回收硫酸和硫酸盐产品。这种废酸回收方法虽然宣称能有效地克服设备的结垢和堵塞难题，但所采用的工艺无论是设备投入还是对操作手段的要求，显然都比较高，例如闪蒸-结晶浓缩、真空蒸发浓缩等，对钛白粉生产企业实施存在难度。

所以，针对硫酸法生产钛白粉排放的酸性废水，探索、研发更有效的浓缩分离技术和系统，实现综合治理，改变行业目前的治理环境，对于节水减排，保护环境和促进钛白粉行业的健康发展，都具有显著的意义。

实用新型内容

本实用新型为解决上述的技术问题，提供一种硫酸法生产钛白粉排放酸性废水的处理系统，针对排放酸性废水的特点采用至少四级膜处理装置并按照设定的处理工艺进行排布设计，不仅实现对排放废水的最大化利用，而且也利于产业化实施。

本实用新型提出了一种硫酸法生产钛白粉排放酸性废水的处理系统，该系统至少包括一级膜处理装置、二级膜处理装置、三级膜处理装置、四级膜处理装置；

其中，所述一级膜处理装置的进水口与待处理水源连通，其滤过水出口与三级膜处理装置的进水口连通，其截留水出口与二级膜处理装置的进水口连通；

所述二级膜处理装置的滤过水出口连通至所述待处理水源与一级膜处理装置进水口之间的管路上，其截留水出口连通至污水排放装置；

所述三级膜处理装置的截留水的排放口连通至酸水收集机构，其滤过水出口连通至四级膜处理装置的进水口；

所述四级膜处理装置的滤过水出口连接至回用水储存机构，其截流水排放口连通至所述一级膜处理装置滤过水出口与三级膜处理装置进水口之间的连通管路上。