氧化铝废水[零排放]探索

1、氧化铝废水零排放探索            摘要：经过2年多的开发应用，中铝贵州公司氧化铝厂在水资源综合利用以及废水“资源化”方面取得突破性的进展，于2000年12月实现了氧化铝废水“零排放”，改善了麦架河及猫跳河流域生态环境，对保护长江上游的生态环境，防止长江水系的污染恶化，具有极为重要的现实意义和深远的历史意义。本文着重对氧化铝废水“零排放”的实施进行了阐述。 关键词：氧化铝 零排放 资源化 再生水 赤泥回水  1 前言 贵州铝厂氧化铝厂始建于1958年，设计产

2、能每年40万吨，外排含碱废水一直是困扰我厂的一个重大环境污染问题，其对周围3乡12村的农田以及下游麦架河及猫跳河流域均造成不同程度的污染，同时也造成了大量的碱流失和水资源的浪费，为消除污染，实现国家“一控双达标”（即所有企业污染物的排放必须在2000年底实现达标排放）的目标，根据我厂实际情况，经大量的调查、论证，大胆地提出了具有创新性的课题-氧化铝废水“零排放”技术开发与研究。 2 废水的来源及特征 氧化铝厂外排废水主要来源于生活污水（澡堂、厕所、宿舍、办公室排水）、生产废水（冲洗地坪、设备等）、设备冷却水、雨排水、外单位排水（热电厂软水站排水及冲灰渣水、轻研所排水等）、工艺管道及设备的跑、冒

3、、滴、漏等；具有总排水量大、不稳定的特点（见表1）；其主要污染因子为悬浮物（200500mg/l）；碱（PH值达812）。 表1 19901997年氧化铝废水及污染物排放统计年 度19901991199219931994199519961997废水排放量 / 万m3501.21433.65421.65445.69316.05335.58319.74247.39碱流失量 / t145434117410632223061293127542440悬浮物排放量 / t25062168210822281580189616408983技术改造方案实施 本课题是一项综合性的技术开发项目，其设计思路为：（1）

4、治理污染源，对重点车间设备进行防跑碱改造，以降低废水含碱浓度；（2）对水质要求高的设备冷却水，采用自身循环，以减少废水排放量；而对水质要求不高的设备冷却水、有条件的生产用水点等，全部使用再生水代替工业新水；（3）充分利用赤泥回水、蒸发坏水代替工业新水，并保证赤泥回水量赤泥附液量；（4）根据生产实际情况以及贵州铝厂工业用水标准，采用经济实用的方法进行废水处理。3.1抓源治本，降低废水含碱浓度在氧化铝生产过程中，难免有高浓度的含碱废水进入排水系统，使废水含碱度升高，影响再生水回用。因此，加强和完善管理及设备维护，对重点车间进行防跑碱设施改造，是降低外排废水含碱浓度的关键。首先在工艺上采用新工艺、新

5、技术（如水泵采用先进的机械密封替代传统的填料密封，用密封性能较好的浆液阀、注塞阀替代传统的闸阀、截止阀等）；其次对各生产车间大型槽罐（如沉降槽等）增设防跑碱围子，将泄漏的高浓度含碱污水引入污水槽后再返回工艺流程，有效的防止碱液外泄。具体治理方案见图1。 3.3.1污水处理系统沉淀池改造 据测定统计，现有的一个污水平流沉淀池的处理能力(最大处理能力Q=500 m3/h)远不能满足生产需求，故新建平流沉淀池一个。新建平流沉淀池核算：有效水深H=3m、池宽B=9.2m、池长L=40m，污水在沉淀池中的沉降时间2.2h（t = H×A/Q，A为沉降面积），其长宽比L/B = 4.354 ，能

6、确保污水在池内均匀分布。平流沉淀池水力条件复核：水流截面积=3×9.2=27.6m2；水池湿周 x = 9.2+3×2=15.2m；水力半径R =/x=27.6÷15.2=1.82m；水平流速    2007-05-18        v =Q/=500÷27.6÷3600=5.03×10-3 m/s；弗劳德数Fr=v 2/R·g =(5.03×10-3)2/1.8×9.18=1.41&

7、#215;10-6 。由计算结果看出，改造后的沉淀池完全满足普通平流池的设计参数要求。新建平流沉淀池的底流污泥采用虹吸泥机连续排放，平均污泥流量80 m3/h左右。改造后的两个平流沉淀池，随废水量的变化既可互为备用又可同时运行，其最大处理能力为1000 m3/h。3.3.2废水总排放口完善改造原废水总排放口是氧化铝厂所有废水的唯一汇水点，需考虑完善有效的防洪措施，同时也是污水处理系统理想的污水源取水点，为满足废水“零排放”和泄洪要求，在总排口与洗马河的汇合口安装两个闸板对总排截流，又作雨季泄洪用；废水全部引入污水泵房送平流沉淀池。由于生活污水中有大量的漂浮物，在污水泵房集水池前安装1台可升降式

8、人工格栅和2台链式机械格栅，避免了较大的漂浮物进入污水源泵和平流沉淀池，如图3。 氧化铝生产过程中，排弃的赤泥，需用热水(300 m3/h)洗涤，原利用全厂循环水在脱硅热水槽中加热后洗涤赤泥，由于该流程对水质的要求不高。故改用未浓缩的平流沉淀池底流送脱硅热水槽代替部分全厂循环水加热后用于赤泥洗涤。该方法彻底打破传统设计的束缚，充分利用本厂生产工艺特点，创造性的把污泥处置与生产工艺流程有机的结合起来。运行1年多来，用平流沉淀池的底流代替部分循环水参与洗涤赤泥，并随赤泥一起沉降后送赤泥堆场，对赤泥的输送系统不产生任何波动，同时还解决了虹吸泥机因间断运行造成虹吸管易堵塞的难题.由于简化了流程，节省了

9、对污泥浓缩、絮凝沉降、干化等一系列的设备投资、管理和运行维护费用，达到了污泥处置经济运行的目的，为污水处理系统稳定运行提供了保证；同时在国内同行业中开创了先河，摸索出一条经济处置氧化铝废水沉淀污泥的新途径，具有极高的推广运用价值。3.3.4增设沉砂池及配套设施 氧化铝厂的排水系统为“合流制”，污水中夹带大量砂石，易造成虹吸泥机堵塞或因砂石比重较大无法排出而在平流沉淀池内淤积。所以在平流沉淀池的前端增设了两个沉砂池，投用1年多来虹吸泥机运行正常，沉淀池清池周期明显延长。3.3.5氧化铝废水的深度净化 要使氧化铝废水达到“零排放”，就意味着所有废水经处理后必须全部回用，而处理后再生水水质的好坏是循

10、环使用的基本前提。根据贵州铝厂工业用水标准，以及氧化铝厂各再生水用水点的实际情况，对再生水进行深度净化处理的目的是降低再生水的悬浮物浓度（20mg/l）。经多次考查、论证并结合本厂污水处理系统的特点，增加了四套高效纤维过滤器及配套设施，对再生水进行深度净化处理。扩建改造后的污水处理系统流程见图5。 此技术开发项目于1999年9月实施并运行，氧化铝厂中心化验室对再生水用于洗涤氢氧化铝后的产品测定结果表明：用再生水洗涤氢氧化铝成品后，氢氧化铝含水率、附碱等各项指标均达到了规程要求。同年出厂综合氧化铝，二级以上品级率为100%，一级品率为99.13%，一级品率比1998年提高2.81%；2000年出

11、厂综合氧化铝，二级以上品级率继续保持100%，其中一级品率为99.91%，较1999年提高0.78%，且带式洗涤氢氧化铝附碱全年有7个月合格率为100%，年平均合格率为99.83%，创历史最好水平。可见用再生水洗涤氢氧化铝对产品的质量没有任何影响。3.5充分利用赤泥回水，实现真正意义的“零排放”由于氧化铝生产过程中排出的赤泥带有一定数量的附着液，随赤泥排至赤泥堆场的水量约为140m3/h,只有将赤泥的附着液全部回收利用，才能达到真正意义的“零排放”。经过增设赤泥回水中间加压及大力开发赤泥回水利用等技术改造项目的实施,使赤泥回水用量逐年增加,现回用量已达180220m3/h,达到了完全回收赤泥附

12、液的目的,不仅节约了大量新水,同时还可回收大量的碱和氧化铝。     4 氧化铝废水“零排放”技术开发与研究项目运行效果 污水处理效果：“氧化铝废水零排放技术开发与研究”项目的实施，使氧化铝厂污水处理系统能稳定、连续、持久运行，经深度净化后，出水水质悬浮物含量20mg/l，达到贵州铝厂工业用水标准；废水处理量及再生水回用量大幅增加，由1997年的140.04万m3,增加到2001年的638.54万m3。节水减污效果明显：2001年全年用工业新水量382.63万m3,较1997年减少264.47万m3，降低幅度为40.87%；1997年外排废水量247.3

13、9万m3，降为2000年底外排废水实现“零排放”。降低缴纳污水排污费：由1997年的69万元，降为2001年的0.0578万元，降幅达99.92%。降低环境污染赔偿费：由1997年的32.10万元，降为2001年的23.14万元，降幅达27.91%。各项环境指标大幅改善：污水排放量、单位产品耗水量等环保指标分别创历史最好水平（见表3）。 2000年顺利通过国家“一控双达标”的验收。 表3 氧化铝厂1997-2001年主要环保指标完成情况指标名称单位1997年1998年1999年2000年2001年新水用量万m3647.1639.07480.67384.96382.63再生水用量万m3140.0

14、4271.34429.67520638.54赤泥回水用量万m3116.8122.61140156.68171.47污水排放量万m3247.39183.3196.5431.221.3单位产品耗水量m3/T-AO17.2915.1810.328.017.5综合效益分析：“氧化铝废水零排放技术开发与研究”项目的实施，实现了废水的“资源化”和真正意义上的废水“零排放”，消除了对周围河流的水体污染与破坏，减少了碱的流失、节约了工业新水用量、降低了氧化铝生产成本，创造出良好的环境效益，同时也产生极高的社会与经济效益。环境效益：（1）减少向猫跳河流域排放含碱污水247万m3/a、悬浮物897t/a、碱（折合

15、Na2CO3）1463t/a；（2）消除了氧化铝厂含碱废水对河流生态环境、农田和饮用水源的污染和影响，有利于农业生产及生态环境的保护和恢复。（3）对保护长江上游水系和长江流域的生态环境具有重要价值和示范意义。社会效益：（1）有利于树立企业良好形象，为企业可持续发展创造有利条件；（2）有利于密切厂地关系及污染地域社会的安定团结；（3）有利于改善周围环境，支持地方经济的发展；（4）为其他企业和同行提供了有益的经验和借鉴。经济效益：（1）减少缴纳污水排污费：69万元/年；减少环境污染赔偿费：10万元/年；（2）回收废水中的碱（折合Na2CO3）：1463t/年，节约费用：176万元/年（Na2CO3按1200元/t计）；（3）节约新水量247万t/a，节约费用：126万元/年；（4）每吨废水处理费用按0.30元计，则增加运行成本74万元/年；年经济效益为：69+10+176+126-74=307万元/年。（5）环保治理投资621万元。项目投资回收期：T=K/H式中，T投资回收期；K投资额；H投资项目年收益T=621/307=2.02（年）。项目投资利润率：投资利润率=年利润总额/项目总投资×100%=307/621×100%=49.44%。 5 结论 氧化铝废水“零排放”项目的实施具有以下特点：（1）对氧化铝废水实行综