海綿鈦生產產生的廢鹽水用于處理生活污水的經濟性分析

秦興華，黃子良

(攀鋼集團鈦業有限責任公司，四川 攀枝花 617000)

海綿鈦生產產生的廢鹽水用于處理生活污水的經濟性分析

秦興華，黃子良

(攀鋼集團鈦業有限責任公司，四川 攀枝花 617000)

海綿鈦生產中采用NaOH溶液處理氯化精制工序和鎂電解工序產生的尾氣時，會產生含一定濃度次氯酸鈉的廢鹽水，為此，對該廢鹽水在生活污水消毒處理中的應用進行了分析。結果表明，海綿鈦生產過程中產生的廢鹽水可用于生活污水消毒處理，當生活污水中的有效氯含量在4.9～5.5 mg/L、接觸時間控制在0.5 h的情況下，經消毒后的水質能夠達到GB 8978—1996《污水綜合排放標準》，降低了海綿鈦生產企業廢水處理成本，提高了資源綜合利用水平。

海綿鈦；廢鹽水；生活污水；消毒處理

0 引 言

某海綿鈦廠采用熔鹽氯化—鎂熱還原法生產海綿鈦，設計年產能15 000 t，每年會產生約18 000 t的廢鹽水。廢鹽水的產生過程：熔鹽氯化、TiCl4精制和鎂電解工序尾氣中均含有氯氣，需對氯化、精制工序產生的尾氣采用兩級水洗和四級堿洗進行處理，對鎂電解工序產生的尾氣采用三級堿洗進行處理，堿洗液為濃度15%的NaOH溶液。堿洗后就會得到有效氯濃度在0.3%～1%的廢鹽水。該值仍高于我國GB 8978—1996《污水綜合排放標準》，還需進一步經過酸化分解真空脫氯處理。處理工藝為：在廢鹽水中加入鹽酸調整pH值至1.5～2，在反應罐內真空脫氯，得到的氯氣進入處理系統回收利用，用氫氧化鈉將反應后的鹽水pH值調至中性，并加入亞硫酸鈉脫除鹽水中的余氯，然后將鹽水送氯堿化工廠利用。

其中廢鹽水酸化分解的反應式為：

NaClO + HCl = NaCl + HClO

(1)

HClO+ HCl = Cl2↑+ H2O

(2)

對酸化分解及真空脫氯后的鹽水中殘留余氯脫除反應為：

NaClO + Na2SO3= NaCl + Na2SO4

(3)

但受處理工藝的制約，處理成本較高。另外，實際投產后，因廢鹽水中有效氯濃度低且波動范圍大，難以實現“酸化分解+真空脫氯”工藝設計目標。因此，進行了海綿鈦廠產生的廢鹽水用于處理生活污水的可行性研究，旨在降低廢水處理成本，提高資源綜合利用水平。

1 廢鹽水處理生活污水的可行性

1.1 廢鹽水的化學成分分析

氯化精制工序和鎂電解工序產生的尾氣中含有少量氯氣，用NaOH溶液洗滌后得到含次氯酸鈉的廢鹽水，反應如下式：

2NaOH + Cl2= NaCl + NaClO + H2O

(4)

對廢鹽水分別取了3批水樣，按照我國GB 8978—1996《污水綜合排放標準》進行水質分析，相關檢測結果見表1。從表中可以看出，除色度和有效氯含量超標外，其他各項指標均達到了國家標準要求，用于生活污水處理時，色度通過稀釋，有效氯經過殺菌消耗估計不會造成二次污染。

表1 廢鹽水水質檢測結果Table 1 Test results of waste brine

1.2 生活污水的處理

生活污水處理工藝的最后一道工序是進入接觸消毒池采用二氧化氯消毒后達標排放。廢鹽水中NaClO與二氧化氯具有同樣殺菌作用，且消毒劑量有效氯的濃度達到ppm級即可，因此廢鹽水可用于對生活污水消毒處理。可不改變生活污水原有處理工藝流程，僅需在原接觸消毒池旁增建一個可夠儲存1～2天消毒用的廢鹽水簡易儲槽。海綿鈦廠用專門的防腐槽車將廢鹽水運至污水處理廠，排至儲槽。儲槽需做防腐處理和防陽光照射。

2 廢鹽水處理生活污水試驗

生活污水消毒有效氯劑量在4.9～5.5 mg/L、接觸消毒時間在0.5 h。按此劑量取相當量的廢鹽水對生活污水進行處理，結果見表2。由于該處理工序是生活污水的最后一道工序，除大腸菌超標，其他指標已合格，且廢鹽水也只有色度和有效氯超標，因此表2僅給出了生活污水處理前后大腸菌、有效氯和色度的對比值。結果表明用廢鹽水進行生活污水最后一道工序處理完全可以達到排放標準。

表2 廢鹽水消毒生活污水試驗結果Table 2 Test results of sewage disinfected with waste brine

3 經濟效益分析

海綿鈦生產過程中產生的低有效氯濃度廢鹽水用于生活污水消毒，采用直接計量加入方式，工藝簡單，增加設施少，實現了以廢治廢，不僅可以解決廢鹽水采用其他方式處理利用難度大、無害化處理費用高的問題，而且還降低了生活污水處理費用和海綿鈦生產企業環保的壓力。

低有效氯濃度廢鹽水原采用“酸化分解+真空脫氯”處理，工藝復雜。所需設備多(見表3)，系統運行不穩定。“酸化分解+真空脫氯”處理廢鹽水，其處理成本大約為360 元/t(見表4)。處理后雖能夠回收部分氯氣及鹽水，但效益不高，故未在成本中剔除。

表3 廢鹽水“酸化處理+真空脫氯”主要處理設備Table 3 Main equipments of acidification and vacuum dechlorination treatment

而用廢鹽水處理生活污水，只需增建一個50 m3的廢鹽水儲槽，并配套一個流速調節閥、φ25 mm×15 m的PVC管道，由于廢鹽水處理時進行了稀釋，相應地消毒后的水體中鹽含量較低，不需要其他處理。因此處理主要成本包括運輸費及人工折舊費，運輸距離為19 km，運輸成本(含槽車租賃使用費)為2 元/(km·t)，運輸成本為38 元/t，人工及折舊費19 元/t，合計綜合處理成本57 元/t。可見，廢鹽水用于生活污水消毒比采用“酸化分解+真空脫氯”處理工藝噸處理費降低303元。

表4 廢鹽水“酸化處理+真空脫氯”處理成本Table 4 Cost of acidification and vacuum dechlorination treatment

按某海綿鈦廠設計產能為15 000t/a計算，廢鹽水產生量為18 000 t/a，將廢鹽水用于生活污水消毒處理，該海綿鈦廠每年可降低廢鹽水處理成本：

303元/t×18 000 t=5 454 000元

相應地，降低噸海綿鈦生產成本：

5 454 000元÷15 000 t=363.6元/t

4 結 論

(1)海綿鈦生產中產生的有效氯濃度低的廢鹽水用于生活污水消毒是可行的，處理后生活污水水質可以達到我國GB 8978—1996《污水綜合排放標準》，且處理工藝簡單。

(2)海綿鈦生產過程中產生的廢鹽水用于生活污水消毒處理海綿鈦廠僅需增加57 元/t的成本(污水處理廠節省的材料成本未計)。比“酸化分解+真空脫氯”處理成本降低363.6元，實現了以廢治廢，提高了資源綜合利用水平。

國內外新聞

東方鋯業母液酸金屬鈧回收項目正式投產

廣東東方鋯業科技股份有限公司樂昌分公司(以下簡稱“樂昌分公司”)利用自籌資金建設的氯氧化鋯母液酸金屬鈧回收項目所有生產所需設備已經到位并完成試生產工作，并于2014年12月19日開始正式生產運營。

該項目通過在樂昌分公司原有的氯氧化鋯生產線上配套新建氯氧化鋯母液酸金屬鈧回收生產線的方式實施。根據現有氯氧化鋯產能及項目規劃，項目投產后預計可達到年產高純氧化鈧2 500 kg、混合稀土氧化物20 t及氯氧化鋯(回收)150 t的產能。

來源：中國證券報

Economic Analysis of Disinfection of Sewage with Brine Produced by Titanium Sponge Plant

Qin Xinghua,Huang Ziliang

NaOH solution is used to wash the exhaust of magnesium chloride electrolytic process and melt chlorination process in titanium sponge plant. And the production is brine with sodium hypochlorite. The application of brine in sewage disinfection was analyzed. The results show that this brine can be used to disinfect sewage. When effective chlorine content is 4.9 mg/L to 5.5 mg/L in the sewage and the contact time is controlled in 0.5 h cases, the water after disinfection can meet the standards of GB 8978—1996,integrated wastewater discharge standard.It reduces cost of wastewater treatment of titanium sponge production enterprises and promotes the comprehensive utilization of resources.

titanium sponge;brine;sewage;disinfection

2014-03-27

黃子良(1971—)，男，高級工程師。

(Titanium Industry Co., Ltd.,Pangang Group,Panzhihua 617000, China)