廢水處理回用設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定廢水來(lái)源：通過(guò)上述硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程圖可以很清晰地看到，整套裝置系統(tǒng)的廢酸和酸性廢水主要來(lái)自于水洗工序，而這些廢水的源頭是酸解、水解、水洗和漂白等工序中加入的水或硫酸。為了洗凈偏鈦酸料漿中所附著的金屬離子及可溶物，需要加入大量水對(duì)料漿進(jìn)行洗滌，并且洗滌水中的離子濃度達(dá)到相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)之后才能夠進(jìn)入到下道工序之中，這就導(dǎo)致水洗工序需要特別大的洗水量，具體來(lái)說(shuō)，年產(chǎn)1萬(wàn)噸/年的鈦白粉廠，每天的水洗廢水量高達(dá)5000m3左右。

　　水質(zhì)分析硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水主要含有大量的H+和SO42-以及礦粉中帶入的Fe2+、Ti3+、Cr2+、Mg2+等金屬離子，其中水解之后的母液中含有大量質(zhì)量濃度約為22%的稀硫酸，少量FeSO4和TiOSO4等。一次、二次水洗廢水來(lái)自于偏鈦酸料漿中附著的硫酸和其他離子以及漂白過(guò)程中加入的硫酸等，主要組成為濃度為0.5-3%的硫酸以及FeSO4。由于廢水中存在大量H+，廢水通常顯酸性，pH值約為1-3左右，且色度值偏高，對(duì)環(huán)境污染較為嚴(yán)重。

　　3、廢水處理技術(shù)及效果

　?、偎饽敢簭U酸的處理水解母液中的廢酸含量

　近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了難降解有機(jī)廢水的處理方法的大量研究，其中，與傳統(tǒng)水處理方法相比，高級(jí)氧化技術(shù)(Advanced Oxidation Processes，簡(jiǎn)稱AOPs)以其處理效果好、速度快、無(wú)二次污染、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)被廣泛關(guān)注。高級(jí)氧化水處理方法一般具有如下特點(diǎn)：a.以產(chǎn)生大量活潑的具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基為氧化劑，可以誘發(fā)氧化反應(yīng)的鏈反應(yīng)發(fā)生，b.足夠濃度的羥基自由基可使有機(jī)污染物無(wú)機(jī)化，不產(chǎn)生二次污染;c.該方法可氧化水中含有的不同濃度的有機(jī)污染物，對(duì)某些低濃度微量有機(jī)物效果也很好;d.該方法可單獨(dú)使用，也能與其他方法如生物降解法聯(lián)合使用，降低處理成本。

　　現(xiàn)將AOPs的具體處理技術(shù)分為如下三大類：傳統(tǒng)高級(jí)氧化法、濕空氣氧化法、電化學(xué)氧化法，具體闡述其在廢水中有機(jī)污染物去除中的應(yīng)用。

　　1、傳統(tǒng)高級(jí)氧化法

在廢水處理時(shí)，根據(jù)鋼鐵廢水水質(zhì)特點(diǎn)及進(jìn)水水量，采用渦凹?xì)飧」に?，能有效去除廢水中的油脂、膠狀物及固體懸浮物等，石油類、固體懸浮物(SS)的去除率超過(guò)80%，BOD及COD的去除率可達(dá)60%以上。在廢水回用處理中，則采用傳統(tǒng)的絮凝—沉淀工藝，傳統(tǒng)工藝在成本和運(yùn)行安全上具有較大優(yōu)勢(shì)。將雨水與生產(chǎn)廢水混合進(jìn)行處理后回用大大減少中央水處理廠的自用水量，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排目標(biāo)。生產(chǎn)廢水處理循環(huán)回用系統(tǒng)采用如下工藝流程：

　　生產(chǎn)廢水首先進(jìn)入提升泵房，提升泵坑進(jìn)水口設(shè)有濾網(wǎng)攔截粗大顆粒，由泵提升至細(xì)格柵間除去漂浮雜物和大顆粒雜質(zhì)后進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量，廢水調(diào)節(jié)池出水用泵提升至渦凹?xì)飧〕厝コ蟛糠钟皖惣拜^輕的懸浮物，而后進(jìn)入絮凝反應(yīng)池加混凝劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)，反應(yīng)池出水后再進(jìn)入斜管沉淀池去除較重絮體，沉淀池出水自流入回用水池，由回用水供水泵供至全廠回用水用戶。雨水沉砂池輸送而來(lái)的回用雨水直接進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)池與待處理的生產(chǎn)廢水混合后一并處理。沉淀池排放的污泥和氣浮池排出的浮渣排入泥渣池，經(jīng)泵加壓后送污泥濃縮池。

　　3、主要建、構(gòu)筑物及設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

　　(1)提升泵房。

　　地下式鋼筋混凝土生產(chǎn)廢水提升泵房1座，尺寸：12m×6m×9m。用于提升廢水，以保證廢水能在后續(xù)處理構(gòu)筑物內(nèi)暢通的流動(dòng)。設(shè)置廢水一級(jí)提升泵組P301：3臺(tái)(2用1備)，Q=275m3/h，H=12m，N=22kW。

　　(2)格柵間。

　　設(shè)計(jì)共建有地下式格柵間1座。尺寸：8.5m×4m×2.5m，分為兩格。有效柵寬900mm，齒耙間距8mm，溝渠寬1000mm。同時(shí)，配有2臺(tái)回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)，其自動(dòng)化程度高、分離效率高、動(dòng)力消耗小、無(wú)噪音、耐腐蝕性能好，在無(wú)看管的情況下可保證連續(xù)穩(wěn)定工作，自身具有很強(qiáng)的自凈能力，不會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象，以減少日常維修工作量。

　　(3)生產(chǎn)廢水調(diào)節(jié)池。

　　地下式鋼筋混凝土廢水調(diào)節(jié)池一座，尺寸：25m×12m×5.7m，分為兩格。水力停留時(shí)間2h。調(diào)節(jié)池水量波動(dòng)大，選擇水泵時(shí)可采用定頻和變頻水泵結(jié)合的方式。配置廢水調(diào)節(jié)池收油機(jī)：2臺(tái)，其收油能力10kg/h，浮油回收率98%，收油含水率小于3%;廢水二級(jí)提升泵組P302：3臺(tái)，2用1備(其中1臺(tái)變頻調(diào)速)，泵性能參數(shù)：Q=550m3/h，H=15m，N=37kW。收油機(jī)的設(shè)置可有效去除不溶于廢水的油類，為后續(xù)渦凹?xì)飧」に嚋p輕廢水處理負(fù)荷，以確保廢水中油類去除率。

　　(4)渦凹?xì)飧〕亍?/span>

　　設(shè)地上式渦凹?xì)飧〕?座。單座渦凹?xì)飧〕氐闹饕夹g(shù)參數(shù)：

　　尺寸：16.09m×3.05m×1.9m;處理水量：250m3/h;池體結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土;單池主要配套設(shè)備：3臺(tái)曝氣機(jī)、1臺(tái)刮渣機(jī)、1臺(tái)螺旋輸泥機(jī)。CAF渦凹?xì)飧⊙b置主要由曝氣區(qū)、氣浮區(qū)、回流系統(tǒng)、刮渣系統(tǒng)及排水系統(tǒng)等部分組成。其工作原理為：經(jīng)預(yù)處理的廢水進(jìn)入裝有渦凹曝氣機(jī)的曝氣區(qū)，曝氣機(jī)通過(guò)底部中空葉輪的快速旋轉(zhuǎn)，將水面上的空氣通過(guò)抽風(fēng)管道轉(zhuǎn)移到水下并把空氣粉碎成微氣泡，微氣泡與廢水中的固體污染物結(jié)合在一起，由于氣水混合物和液體之間密度的不平衡，產(chǎn)生了一個(gè)垂直向上的浮力，附著懸浮物(ss)的微氣泡上升到液面，通過(guò)刮渣機(jī)間斷地被鏈條刮泥機(jī)刮入污泥收集槽并排出系統(tǒng)，凈化后的水由溢流槽溢流進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)施。

　　渦凹?xì)飧」に囉捎谠O(shè)備占地面積小，且裝置沒(méi)有壓力容器、空壓機(jī)、循環(huán)泵等設(shè)備，因而節(jié)省投資，還具有運(yùn)行費(fèi)用低廉、處理、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

　　(5)絮凝反應(yīng)池。

　　地上式鋼筋混凝土絮凝反應(yīng)池2座。單座絮凝反應(yīng)池尺寸：6m×6m×3.5m，分為4格串連，第1格為混合池，后3格為絮凝池。單池主要配套設(shè)備：1臺(tái)快速攪拌機(jī)(混合池用)，轉(zhuǎn)速20r/m;3臺(tái)慢速攪拌機(jī)(絮凝池用)，轉(zhuǎn)速10r/m;1套液體混凝劑投加設(shè)備;1套聚炳烯酰胺(PAM)投加設(shè)備。采用PAM作為絮凝劑是PAM用作污水處理時(shí)，對(duì)水中有機(jī)物去除效率高，且用量少，沉降速度快，制水成本低。

　　(6)斜管沉淀池。

　　2座。每座斜管沉淀尺寸：8m×6m×4.5m;型式：半地下式;池體結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土。設(shè)雙鋼絲繩牽引刮泥機(jī)：1臺(tái);刮泥車運(yùn)行速度1m/min，池寬6m。斜管沉淀池縮短了顆粒沉降距離、增加了沉淀面積從而提高了處理效率，也避免了平流式沉淀池占地面積大、豎流式沉淀池深度大引起的施工困難等缺點(diǎn)。

　　(7)回用水池及回用水供水泵場(chǎng)。

　　設(shè)計(jì)共建有回用水池及回用水供水泵場(chǎng)1座?！　』赜盟貫榘氲叵率?，尺寸：25m×18m×3.9m。泵場(chǎng)尺寸：17m×4.5m，高出地面0.3m。泵場(chǎng)設(shè)備參數(shù)：回用水供水泵組P303：3臺(tái)，2用1備(其中1臺(tái)變頻調(diào)速)，Q=500m3/h，H=62m，N=132kW。

　　目前常用的高級(jí)氧化法主要包括以下幾種：Fenton法、O3/UV法、O3/H2O2法和TiO2光催化氧化法等。

　　Fenton試劑應(yīng)用于有機(jī)污染物的氧化去除始于20世紀(jì)60年代，Eisenhauer首先將Fe2+/H2O2用于水處理中和烷基苯的去除。Emolla等將Fenton氧化法用于處理含有阿氨比西林、3種抗生素的廢水中，發(fā)現(xiàn)3種抗生素可在某種條件下被分解，COD去除率達(dá)80%以上。

　　人們?yōu)樘岣逨enton試劑的處理效率，向其中引入了紫外光(UV)，可降低Fe2+的用量，同時(shí)促進(jìn)H2O2分解為強(qiáng)氧化性的羥基自由基，可使有機(jī)物被更充分無(wú)機(jī)化，有人將其用于偶氮染料廢水的深度處理中，結(jié)果表明，當(dāng)偶氮染料濃度為400mg/L時(shí)，UV-Fenton法可使廢水的脫色率達(dá)95%以上。但該方法對(duì)太陽(yáng)能的利用能力不高，加上處理設(shè)備費(fèi)用也相對(duì)高昂，設(shè)備運(yùn)行能耗較大，限制了其應(yīng)用。

　　O3/UV法被Garrison等人應(yīng)用于處理含復(fù)雜鐵氰鹽廢水，發(fā)現(xiàn)將UV輻射與O3相結(jié)合后，能使氧化速度提高10~104倍。賈通通采用O3/UV、O3/H2O2等高級(jí)氧化方法對(duì)染料廢水進(jìn)行處理，結(jié)果表明pH值=8，反應(yīng)時(shí)間為2h時(shí)，O3/UV高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)染料廢水脫色率為98.3%，COD去除率為67.0%。

　　TiO2類光催化劑是被研究泛廢水處理光催化劑。光催化氧化法處理抗生素廢水具有反應(yīng)條件溫和、降解、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。Sood等通過(guò)水熱法合成了Bi2O3/TiO2光催化劑，并用該光催化劑分解模擬抗生素廢水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明光照處理2h后，分解率92%。同時(shí)，光催化氧化法在處理農(nóng)藥廢水特別是有機(jī)磷農(nóng)藥廢水中展現(xiàn)了良好的效果，降解效率、COD和TOC的去除率均令人滿意。光催化氧化法在處理有機(jī)廢水方面有一定的優(yōu)勢(shì)，存在的問(wèn)題則主要是催化劑制備成本高、光能利用率低、可能產(chǎn)生毒性更大的中間產(chǎn)物、催化劑回收困難等。因此，對(duì)于阻礙光催化氧化法應(yīng)用的問(wèn)題，還需要深入研究。

　　2、濕空氣氧化法

　　廢水處理回用設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定濕空氣氧化法出現(xiàn)在上世紀(jì)五十年代，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外取得了較大的研究進(jìn)展，日本美國(guó)已經(jīng)將其應(yīng)用于工業(yè)水處理中。濕空氣氧化反應(yīng)也屬于自由基鏈反應(yīng)，各種自由基作為氧化劑去除有機(jī)污染物。濕式氧化法將含有機(jī)污染物廢水與空氣或氧氣混合，在高溫高壓(150-350℃，0.5-20MPa)條件下氧化分解污水中的有機(jī)物。濕空氣氧化法具有污染物氧化，二次污染小等優(yōu)勢(shì)，可有效去除難生物降解的污染物。但該方法也有一定的限制，反應(yīng)需要在高溫高壓條件下進(jìn)行，對(duì)設(shè)備腐蝕較為嚴(yán)重，設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)投資較大。因此，其在工業(yè)應(yīng)用上有一定的限制。

　　在濕式氧化反應(yīng)過(guò)程中，適宜的催化劑可使反應(yīng)時(shí)間更短，反應(yīng)條件更容易達(dá)到?？蛇x擇的均相催化劑包括過(guò)渡金屬、貴金屬、稀土金屬及其氧化物和鹽類。非均相催化劑回收方便，吸引了人們更多的關(guān)注，通常使用硅膠、活性炭、硅藻土、氧化鋁等物質(zhì)做為載體，負(fù)載以各種形式的活性金屬及其氧化物進(jìn)行催化反應(yīng)。

　　濕空氣氧化法在處理農(nóng)藥廢水時(shí)，在高溫高壓條件下連續(xù)向其中通入空氣，可高效地將廢水中的有機(jī)物氧化為小分子有機(jī)物甚至無(wú)機(jī)化。含磷有機(jī)物氧化成為磷酸，有機(jī)硫化合物氧化生成硫酸。除農(nóng)藥廢水外，造紙草漿黑液、煤氣廢水、香料廢水等也均可采用濕空氣氧化法處理，其在制藥、造紙、纖維、酒精、印染等工業(yè)廢水中有機(jī)污染物的去除中均有較好效果。

　　3、電化學(xué)氧化法

　　電催化氧化法是近年來(lái)備受關(guān)注的一種高級(jí)氧化方法，它利用外加電場(chǎng)，通過(guò)反應(yīng)裝置內(nèi)的一系列電極反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的自由基來(lái)對(duì)污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行氧化降解，將其轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒性小分子中間體，最終無(wú)機(jī)化。

　　具有高效催化性能的電極的開(kāi)發(fā)是電催化氧化法研究中最重要的內(nèi)容，目前碳素電極、非金屬化合物電極、鈦基涂層電極等電極材料在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)被廣泛研究和使用。李鴻波采用隔膜電化學(xué)反應(yīng)器，Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2電極作為陽(yáng)極、不銹鋼板作為陰極，對(duì)間

大量的稀硫酸，可以采用熟石灰對(duì)其進(jìn)行酸堿中和處理，并回收得到的副產(chǎn)物硫酸鈣，經(jīng)過(guò)濾、洗滌之后得硫酸鈣的水合物(俗稱石膏)，可供建筑行業(yè)使用;

　　②混合酸性廢水的處理硫酸法鈦白粉廠目前處理廢水的主要方法為“中和+曝氣"，來(lái)自系統(tǒng)一洗、二洗以及水解過(guò)程中產(chǎn)生的酸性廢水首先經(jīng)過(guò)斜板沉淀槽進(jìn)行自然沉降，上層清液溢流至緩沖池，同時(shí)酸解尾氣噴淋廢水以及地面沖洗水也一起進(jìn)入緩沖池。上述酸性廢液進(jìn)入污控車間緩沖池后，通過(guò)調(diào)節(jié)酸度，然后用耐酸泵送入污控車間一級(jí)中和桶，用灰石漿液調(diào)節(jié)pH值3.5-4.5，再進(jìn)入二級(jí)中和桶，用電石渣及石灰漿液調(diào)節(jié)pH值7-9。當(dāng)中和桶中的pH值調(diào)節(jié)合格后，用泵送入污控車間一次板框壓濾機(jī)，進(jìn)行固液分離，分離后的固體(鈦石膏)用車運(yùn)往堆場(chǎng)，液體則進(jìn)入曝氣池，并用壓縮空氣對(duì)其進(jìn)行曝氣處理，降低廢水中的COD含量。

　　4、先進(jìn)的ASBR法處理硫酸鹽廢水

　　進(jìn)水期廢水進(jìn)入反應(yīng)器，進(jìn)水的體積由下列因素決定，HRT，有機(jī)負(fù)荷，及污泥沉降特性等。反應(yīng)階段需要攪拌，一般采用間歇方式，這個(gè)階段是有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要階段。沉降期停止攪拌，使之成為理想沉淀狀態(tài)，沉降時(shí)間一般為10-30分鐘，不能太長(zhǎng)，否則會(huì)因?yàn)樯餁饫^續(xù)產(chǎn)出而造成顆粒污泥重新懸浮，排水期階段是在有效的泥水分離之后進(jìn)行，出水總量與進(jìn)水量相等。排水結(jié)束后反應(yīng)器進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。由于出水時(shí)可以將沉淀性能不好的污泥一起排出，所以系統(tǒng)中的污泥整體沉降性能較好。同時(shí)，顆?；^(guò)程較短，提高了處理廢水的能力。由于ASBR工藝能有效地延長(zhǎng)污泥停留時(shí)間，以及保證充分的泥水混合，所以對(duì)溫度有較好的適應(yīng)性，除了在常溫，高溫下處理廢水，還能在低溫下有效處理高低濃度廢水，因此有良好的應(yīng)用前景。