氧化铝厂生产废水处理工艺改进措施探讨

1、62 轻 金 属 2010年第 7期 收稿日期 :2010-11-29相关技术氧化铝厂生产废水处理工艺改进措施探讨张翼鹏(沈阳铝镁设计研究院 , 辽宁 沈阳 110001摘 要 :阐述了处理氧化铝厂生产废水的重要性 , 对氧化铝厂生产废 水处理工艺的现 状进行了介绍 , 并提出了处理氧 化铝厂生产废水的改进措施 、 处理后的效果以及目前存在的问题 。 并对该技术产生的经济及社会效益进行论述 。 关键词 :氧化铝 ; 生产废水 ; 零排放 ; 废水回用中图分类号 :X703 文献标识码 :B 文章编号 :1002-1752(2010 07-62-3D iscussion of improve m

2、 entm easure m ents of the treatm ent technologyfor i ndustrial waste w aters fro m alu m i na factoriesZ HANG Y i-peng(ShenyangAlum ini u m and M agnesi u m Engineeri n g and R esearch Institute, Shenyang 110001, China A bs tract :The si gn ificance of t h e treat m en t of i ndustri alw aste w ate

3、rs fro m al um i na factori esw as expati ated . Th e act uality of t h e treat m ent t echnol ogy for i n -dustrialw aste w aters fro m al um i na factories w as presented. The i m p rove m entm eas u re m en t s of t h e treat m ent of i ndustrialw aste w aters from al um i na factoriesand t he tr

4、eat m ent effect as w ell as current prob le m s w ere i n trodu ced . And the social and econom ic b enefits gen erated from the techn iqu ew as d i scussed as w el. lK ey words :al um i na ; i ndustrialw aste w ater ; zero d i scharge ; w aste w ater reu s e近年来我国的氧化铝行业产能增长很快 , 各地 均在上马新的氧化铝项目。与此同时氧

5、化铝生产过 程中需要消耗大量的水资源 , 而我国又是一个水资 源十分匮乏的国家 , 因此如何降低废水的排放 , 提高 废水的回用率已成为氧化铝行业减少污染、 降低成 本、 提高企业竞争力的重要手段。2000年以来我国陆续出台了一系列环境保护 的法律法规 , 严格控制生产废水的随意排放。为了 配合国家节能减排政策的实施 , 中国铝业公司要求 系统内的各大氧化铝生产企业必须做到生产废水 " 零排放 " 。因此各大氧化铝生产企业纷纷对原有的 生产污水处理设施进行改造 , 以达到 环保的要求。 笔者根据多年从事氧化铝行业生产废水处理设计的 经验 , 提出如下的改进措施 , 供同行探

6、讨。务求做到 既有利于发展生产 , 又能最大限度地保护环境、 体现 出可持续发展的战略。1 氧化铝生产废水的主要来源及特点根据氧化铝生产工艺的不同 , 氧化铝生产废水的来源也略有不同 , 主要是赤泥沉降分离洗涤过程 中的设备溢流、 蒸发坏水、 设备冷却水、 循环水系统的反冲洗水以及各车间的冲洗地坪用水等 (各种生产废水比例见图 1。图 1 各生产废水比例图氧化铝生产废水具有如下特点 :高温、 高碱、 高 悬浮物。根据实际运行测得的数值 , 氧化铝生产废 水的水温夏季可达 42 45 , 冬季略低 ; 氧化铝 生产废水的 p H 值通常为 911, 最高可达 12, 具有 强碱 性 ; 氧 化

7、铝 生 产 废水 中 悬 浮 物 含 量 通 常 为 400m g /l600mg /,l 最高可达 1500m g /l 。 因氧化铝 生产废水具有以上几个特点 , 导致处理起来难度较 大。并且氧化铝生产过程中 各时段用水量 变化较 大 , 时变化系数可达 2. 5以上。2010年第 7期 张翼鹏 :氧化铝厂生产废水处理工艺改进措施探讨632 现有的生产废水处理工艺 (图2 图 2 现有废水处理流程图3 推荐的氧化铝厂生产废水处理系统 工艺流程 (图3 图 3 推荐的废水处理流程图3. 1 格 栅氧化铝生产系统工艺复杂、 流程长 , 部分生产水 系统属于敞开系统 , 常有树枝、 石块等杂物进

8、入 , 因 此在生产回水系统设置格栅是十分必要的 , 但现有 系统通常采用间隔为 10c m 左右的粗格栅 , 不能完 全隔断生 产废水 系统中 杂物 , 因 此建 议增加 一道 2c m 2c m 网格状细格栅 , 粗细两道格栅共同作用 , 可确保水中杂质不进入下一构筑物。 3. 2 隔油预沉池氧化铝生产需要很多机械设备 , 如大型水泵的 液力耦合器、 电机的油冷器、 搅拌装置以及焙烧系统 等。上述设备都存在漏油的可能 , 因此废水中常含 有油类 , 如果不提前去除 , 废水会进入系统 , 影响出 水水质 , 并对氧化铝的品质产生影响。而且氧化铝 生产过程中各时段用水量变化较大 , 时变化系

9、数可 达 2. 5以上。废水流量小时 , 废水提升泵不能维持 稳定运行 , 有时需要停泵 , 废水流量大时 , 为保证出 间 , 提高沉淀效果。 3. 3 沉淀池氧化铝生产废水进入沉淀池后 , 进行初步沉淀 , 水中的悬浮颗粒依靠重力分离出来 , 以去除较大的 颗粒以及部分悬浮物。沉淀池通常为矩形 , 上部为 沉淀区 , 下部为污泥区 , 池前部有进水区 , 池后部有 出水区。经预沉后的废水进入沉淀池后 , 沿进水区 整个截面平均分配 , 进入进水区 , 然后均匀的流向出 水区。水中的颗粒沉于池底 , 沉积的污泥连续或定 期排出池外。排泥方式通常有斗型底排泥或机械排 泥 , 若采用斗型底排泥则

10、需要设置存泥区 , 目前沉淀 池基本上均采用机械排泥装置 , 故不需设置存泥区 , 但池底应设置一定坡度。 3. 4 高效过滤器经过沉淀分离后的上清液进入过滤装置 , 在常 规的水处理过程中 , 过滤一般是以石英砂作为滤料 来截留水中悬浮杂质。滤料粒径通常在 0. 5mm 1. 0mm 之间 , 滤层厚度通常为 60c m 80c m, 过滤速 度通常为 8m /h10m /h。当生产废水浊度较高时 , 也可采用双层滤料过滤的形式 , 上层采用密度较小 , 粒径较大的轻质滤料 , 下层采用密度较大 , 粒径较 小的重质滤料。实践表明 , 双层滤料能够有效的提 高去污能力 , 当生产废水经过滤层

11、 后 , 粒径在 5um 以上的颗粒基本上被截留 , 经过过滤后的水即可通 过出水管返回氧化铝生产系统继续使用。 3. 5 污泥浓缩系统生产废水经过沉淀处理后 , 分离产生大量的污 泥 , 这些污泥通常具有很高的碱性 , 并且易于分解 , 对环境是潜在的污染。由于污泥中通常含有大量的 水分 , 因此在处理前需要先进行浓缩 , 降低含水率。 污泥脱水通常有自然干化及机械脱水、 烘干等方法 , 经过脱水后的污泥经过压缩后即可进行填埋。4 改进后效果氧化铝生产废水改进措施实施后产生的作用 : 提高了种子分解和蒸发的效率。种分槽的分解 和蒸发效率高低直接影响氧化铝的产量和质量。氧 化铝生产废水经过处理

12、后一般水温不超过 32 , 因 此使用经过处理后的生产废水作为种分母液冷却用 水非常合适。 处理后的出水水质不断提高。通 过对原有工艺的改进与完善 , 出水水质可以得到明 显提高 , 并且外排 水量持续减少 , 生产指标 得到优 化。 部分生产废水电厂锅炉的除灰渣系统的冲 灰用水 , 因锅炉灰渣中含有大量的含硫化合物 , 通过 , p 值64 轻 金 属 2010年第 7期又可以降低灰渣中硫的含量 , 对提高环境质量 , 减少 环境污染有明显的作用。5 废水回用生产废水经过沉淀、 过滤处理后通常悬浮物含 量 SS 10mg /,l 硬度 25m g /,l 水温范围在 28 35 之间。这种水

13、通常可直接进行回用 , 一般有如 下的用途 : 作为氧化铝循环水的补充水 ; 作为 赤泥沉降分离洗涤用水 ; 作为赤泥外排的稀释用 水。以上 3种回用方式既可以减少外排水量 , 又可 以回收废水中的碱分 , 是清洁的生产方式。同时也 可以考虑作为电厂锅炉的除灰渣系统用水 , 灰渣是 多孔型材料 , 在使用过程中也可继续降低水中的悬 浮物含量 , 冲洗后经过长时间的自然沉淀悬浮物很 低 , 可继续投入使用。6 存在问题虽然通过改进生产废水处理工艺可以大大降低 新水的用量 , 但仍有一些问题亟待解决 : 底泥处 理问题。氧化铝生产废水中含有大量的泥沙及悬浮 物 , 在水处理过程中大量沉淀于预沉池、

14、 沉淀池中 , 平均每 10天 15天即可淤 积满 , 需定期采用机械 外运方式清理 , 增加了劳动负担及运行成本。 管 道结垢问题。生产废水在输送过程中受自身碱性较 高因素和携带部分悬浮物影响 , 会在管道内壁上结 垢 , 给管道的输送能力带来影响 , 并且容易造成设备 堵塞。 因现有的生产废水处理技术不能完全去 除水中的油分子 , 因此过滤设备运行一段时间后容 易发生堵塞 , 过滤效果变差 , 甚至完全粘结在一起 , 无法进行反冲洗 , 需要更换新的过滤介质 , 增加企业 运行成本。7 结 语通过实施上述的氧化铝生产 废水处理改进措 施 , 可以大大的节约新水用量 , 实现氧化铝生产污水

15、零排放 。还可以为企业创造可观的经济效益 , 以 年产 120万吨氧化铝计算 , 每年可节约新水量 2 106吨 , 节约费用 180万元 ; 每年还可节省碱的消耗 1200吨 , 节约费用 150万元。在取得经济效益的同 时 , 还创造了明显的社会效益 , 对树立良好的企业形 象 , 改善厂区周边环境起到了非常明显的作用。综 上所诉 , 笔者认为对氧化铝生产废水处理工艺进行 改进对氧化铝厂提高生产效率具有重要意义。参考文献 :1.给水排水设计手册 M.北京 :中国建筑工业出版社 , 2005. 2冯海华、 王兴义、 柳康健 . 氧化铝厂废水治理及效果 J.给水排 水 , 2002, 28(4

16、:37-39.3李金聚、 何伟 . 氧化铝厂生产废水回用技术 J.给水 排水 , 2001, 27(9:49-51.4张翼鹏 . 氧化铝循环 水处理工 艺探讨 J .河南 有色金 属 , 2009, 6:3-5.(责任编辑 范鸿雁 (上接第 47页 山西华泽公司运行的回转窑采用分段式直接喷 水的内冷方式对煅后焦进行冷却处理 , 不需要外冷 却循环水系统 , 冷却筒结构简单 , 完全解决了上述实 际生产问题。另外同国内其它冷却筒一样通过检测 冷却筒下料温度 , 随时自动调节冷却水阀架上的各 个调节阀来调节各个冷却水管路上的冷却水流量 , 从而实现对煅后焦进行有效的冷却处理。6 结 语通过以上山西华泽铝电有限公司运行的大型回 转窑与国内其它回转窑石油焦煅烧工艺对比分析可 知 :(1 从能耗角度、 工艺操作及工艺控制角度出 发 , 窑体配置有二、 三次风风机的延迟石油焦回转窑 煅烧工艺