电解铝厂生产废水处理和回用 5页

2006年第9期轻金属75电解铝厂生产废水处理和回用刘忠发(贵阳铝镁设计研究院,贵州贵阳550004)摘要:通过系统分析电解铝厂生产废水来源、排水特点、排水水质、废水回用的途径等条件,确定了废水处理的工艺方式和设备集成,具有广泛的推广应用价值。关键词:电解铝厂;废水水质;废水回用;处理工艺中图分类号:X703文献标识码:B文章编号:10021752(2006)09007505ThetreatmentandreclaimingoftheprocesswastewaterfromthealuminumsmeltingprocessLIUZhong-fa(GuiyangAluminumMagnesiumDesignandResearchInstitute,Guiyang550004,China)Abstract:Basedontheexistingtechnicalprogressandthroughsystematicanalysisontheconditionsofthewastewatersource,waterdrainagecharacter2isticsandthewayofwastewaterreclaiming,aprocessflowwithequipmentcollectionsisrecommendedinthepaper,whichisworthpopularizingandapplyingwidely.Keywords:aluminumsmelter;wastewaterquality;wastewaterreclaimingandtreatmentprocess排水水质、废水处理的工艺方式、废水回用的途径等1前言进行分析,以推进相关技术的提高。为缓解水资源的供需矛盾,遏制水环境的恶化,2生产废水来源及排水特点有关生产废水回用和用水效率提高的法规不断完善。电解铝和配套炭素工程废水处理、节水、污染控电解铝和配套炭素工程,其生产工艺是电解铝制、废水回用等相关技术取得了长足进步并趋于成以氧化铝和氟化盐为原料,通过电解的方式生产金型,节流减污、重复利用率、万元产值耗水量等各项属铝;电解铝所消耗的阳极制品是以沥青、石油焦为控制指标远远优于国家控制目标值。这其中也得益原料经煅烧、配料、成型、焙烧等工序制备。主要生于企业认识的提高和资金投入的加大,使许多技术产车间包括电解车间、铸造工段、煅烧工段、配料成的应用得以实现。型工段、阳极组装等直接生产车间和整变电工段、余电解铝工程给排水设计许多思路和方法基本基热利用工段、空压站、烟气净化工段等辅助生产设于1988年国家环境保护局组织编制的《有色金属工施。辅助水系统的特点是用排水点多,分散且水量业废水治理》,但其中对电解铝和炭素工程归纳的水小,仅配套冷却循环水系统就包括整流、空压站、铸量控制指标、水系统组织、处理技术等参数,是基于造、煅烧、成型、组装、烟气净化等近十个各种水质要当时的电解铝和炭素生产技术水平,与目前相比有求的系统。生产废水和雨水通常采用同一套管网。很大的差异;2003年版《有色金属工程设计项目经生产废水来源于以下几个方面:各循环水系统排污;理手册》基本采用1988年版《有色金属工业废水治余热利用(包括锅炉和发电)系统及软水站排污;车理》的参数。两者已不足以指导工程设计和生产管间地面清洁和道路浇洒废水;初期雨水冲刷、溶解地理。本文围绕电解铝厂生产废水来源及排水特点、面污物进入排水系统。收稿日期:2006-05-17n76刘忠发:电解铝厂生产废水处理和回用2006年第9期表1电解铝厂生产废水来源及排水特点Tab.1Sewagesourcefromproductioninaluminumsmelteranditsdrainage废水产生源水质特点排放规律相对排放量循环水排污旁滤反洗排水含泥砂等大量泥污间断处理能力的5%(不含封闭离子交换器再生排水含盐量高间断处理能力的1.5%～5%循环系统)吸水池清污排泥含泥砂等大量泥污间断系统连续或间断排污清洁,含盐量增加间断或连续连续排污循环水量的1%～3%余热锅炉房过滤预处理反洗排水含泥砂等大量泥污间断及软水站离子交换器再生排水含盐量高间断锅炉或软水需要能力除氧器溢流机排污含盐量高间断的20%～25%锅炉排污含盐量高间断实验室排水间断车间地平冲洗、拖把槽等非直接生产性排水含油污等间断初期雨水泥砂、氟化盐、油污等按截流倍数1～2计由于工艺生产用水全部实现循环使用,则正常4确定废水处理程度情况下进入生产废水系统的排水来源相对集中于水和热力两个公用系统,排水以间断排水为主,排水水4.1不同接纳体对废水水质的要求质明显可预见,与过去电解铝行业的排水相比出现废水处理后的去向分为排入自然水体,执行《污质的变化。水综合排放标准》GB8978-1996一级标准;排放水3生产废水水质用于农田灌溉,执行《农田灌溉水质标准》GB5084-85;废水处理后回用循环水补充水及绿化浇洒等非分析近年部分铝厂环保验收废水水质资料和日身体接触用水,参照执行《生活杂用水水质标准》常生产运行水质资料,生产初期废水水质受工业生CJ25.J-89。产原料影响以氟化物、石油类、色度和悬浮物等污染物为主,其次为COD、溶解固体;废水长期重复利用表2废水水质范围的情况下,废水和循环水系统氯化物、总溶解固体、Tab.2Qualityrangeofwastewater电导率等离子指标明显提高,连续运行5年后总溶项目均值范围值备注解固体和电导率指标与新水相比提高5～8倍,氯离pH7.56.5～8.0子指标提高近50倍,水质明显受循环冷却水蒸发浓悬浮物,mg/L10050～200缩,以及水和热工两个公用系统离子交换器再生排CODcr,mg/L35.025～50挥发酚,mg/L0.250.15～0.35水的严重影响。其氟化物由地面降尘和物料运输散氟化物,mg/L6.03.0～15.0落随地面径流进入废水系统,平均污染物浓度4mg/氯化物,mg/L200150～300废水回用情况L～6mg/L之间,低于排放标准10mg/L;色度及油硫化物,mg/L0.01污由炭素生产原料粉尘和设备冷却水排污进入,其石油类,mg/L7.53.5～15.0浓度超过排放标准;悬浮物除常规泥砂、胶体物质,硫酸盐,mg/L100400～500废水回用情况含有部分细小的炭粉粉尘,其浓度超过排放标准。Cr,mg/L0.003根据生产用水重复利用率提高后废水产生来源总溶解固体1000～2000废水回用情况和部分企业环保验收和生产运行监测资料,电解铝电导率1000～3000废水回用情况厂废水水质基本处于如下范围(见表2)。n2006年第9期轻金属77表3各项水质与废水水质分项对照Tab.3Comparisonbetweenwaterqualityandwastewaterquality废水水质农灌标准杂用水标准主要控制项目排放标准备注实测均值预测范围值一类二类冲厕绿化洗车扫除pH7.56.5～8.06～95.5～8.55.5～8.56.5～96.5～9悬浮物,mg/L10050～20070105CODcr,mg/L3525～501005050挥发酚,mg/L0.250.15～0.350.51～31～3氟化物,mg/L63.0～15.0102～32～3氯化物,mg/L200150～300200200～300350300废水回用情况硫化物,mg/L0.0111石油类,mg/L7.53.5～15.055～1010硫酸盐,mg/L100400～450废水回用情况Cr,mg/L0.003总溶解固体1000～20001000～20001500～200012001000贵铝废水回用情况色度3030游离余氯(mg/L)0.20.2电导率1000～3000贵铝废水回用情况针对《污水综合排放标准》GB8978-1996一级4.2废水处理程度标准,悬浮物为主要控制物,氟化物、石油类个别超废水处理后作为补充水回用循环冷却水系统,标;针对《农田灌溉水质标准》GB5084-85,氟化物事故情况下达标排放是更为可行的处理方式,废水为主要控制物,石油类个别超标,但氟化物处理较为中悬浮物、色度、石油类为需集中处理的污染物。其困难;针对《生活杂用水水质标准》CJ25.J-89,悬浮废水长期的重复回用,将使总溶解固体和电导率增物、色度、石油类、总溶解固体超标,根据现有处理成高,增加系统腐蚀的倾向,在循环水系统中应定期投本的承受能力,该用途采用的可能性不大;和《工业加缓蚀剂,以控制腐蚀。分析确定废水处理后常规循环冷却水处理设计规范》相比,悬浮物为主要问水质指标见表4,对总溶解固体等相关结合新水对题,其它含盐量的指标需采用缓蚀药剂进行控制。应水质按浓缩倍数确定。表4废水处理后常规水质指标5废水处理工艺Tab.4Conventionalwaterqualitiesafterwatertreatment参数控制值备注5.1废水污染物特点分析pH6～9电解铝厂废水污染物状况:氟化物由地面降尘悬浮物,mg/L10和物料运输散落随地面径流进入废水系统;色度及COD,mg/L30油污由炭素生产原料粉尘和设备冷却水排污进入;油类,mg/L3厂内除盐水站排水、锅炉排污、循环水软化器和过滤氯化物,mg/L按浓缩倍数确定氟化物,mg/L6器排水等带入悬浮污物及溶解固体;车间卫生清扫色度,稀释倍率无色带入泥砂、油污等污物。其中悬浮物除常规泥砂、胶挥发酚,mg/L0.2体物质,含有部分细小的炭粉粉尘;油污含重质焦硫酸盐,mg/L按浓缩倍数确定油、轻质浮油和少量乳化油。总溶解固体,mg/L按浓缩倍数确定5.2废水处理现状及存在的问题目前电解铝厂(含配套阳极)废水量在不考虑废水回用的情况下,单位产品废水排放量可控制在33～5m/t·Al;对于年产20万吨电解铝以上规模的特n78刘忠发:电解铝厂生产废水处理和回用2006年第9期3大型企业废水排放量低于2m/t·Al;以年产8万吨进入回用水池和回用加压泵房,废水回用或排放;3大型电解铝厂计,日废水排量低于1000m/d。因4)设备气浮池排渣、过滤器和吸附罐反洗排水此,电解铝厂(含配套阳极)日废水处理量全部属于进入干化场脱水,干化场溢流和渗流排水返回废水较小型规模。调节池;废水处理现状:国内大多数电解铝厂排水系统5)自动控制过程,以调节池水位控制废水提升采用生产废水和雨水合流排放系统。生产废水和初泵;以流量计确定处理设备运行台数(当多台设备并期雨水采用常规的沉砂、混凝沉淀、除油处理达标后联时)和加药量,实现自动加药;以过滤器和活性炭排放,污泥采用机械脱水或干化场脱水,同时也存在吸附罐运行阻力控制自动反洗。废水未经处理直接排放的企业。采用常规的沉砂、以上工艺流程的过程组成为:收集管道→截流混凝沉淀、除油处理方式,构筑物为钢筋混凝土结井→格栅→废水调节池及提升泵→废水处理成套组构,操作和控制系统采用人工操作。对于常规处理合设备→回用水水池及回用泵,附属污泥干化场。流程方式,在电解铝厂的废水设计规划和运行管理(2)处理流程特殊配置原理上存在一些缺点,由于处理水量规模较小,各工艺构采用废水调节池(停留时间2～3小时)调节水筑物很小,设计、施工和日常维护非常不方便;采用量和水质,同时兼作沉砂和初沉池,取消系统的常规钢筋混凝土结构构筑物施工工期较长,配置分散、占沉砂池设置;采用微絮凝气浮方式取代传统混凝沉地较大,相对投资较大;系统运行调节操作采用人工淀、除油方式,系统设置的废水调节池停留时间较操作,较为繁琐。同时,由于水资源的日益短缺,通长,具备了一定的常规沉淀功能,大部分泥砂、焦油过提高废水的处理深度,以实现废水回用,降低新水已在调节池沉积,经废水提升泵提升进入处理设备,消耗,也成为必须解决的技术问题。废水悬浮物以比重较小的炭素粉尘、石油类以乳化5.3推荐采用的处理工艺油和轻质油为主,因此采用气浮方式去除,同时辅助去除部分COD成份,气浮单元可采用散气气浮法等基于传统工艺存在的问题,根据电解铝厂(含配常规方式;增加常规过滤进一步去除废水中污染物;套阳极)废水规模和水质特点,采用集成的可自动控增加活性炭吸附设置,进一步深化处理,并去除色度制的成套组合设备较为合适。和降低COD成份,同时辅助处理氟化物;加药系统⑴组织的废水处理工艺为常规组合,其药剂择优选明矾(硫酸铝Al2(SO4)3·1)生产废水和雨水合流管网,在总排水口前设18H2O),辅助去除氟化物。置截流井收集全厂废水和截流一定流量雨水,废水(3)废水处理工艺和流程特点和截流的雨水一起经格栅进入废水调节池,再经提升泵加压进入废水成套处理设备;该成套处理工艺和设备集加药系统、混合反应、气浮、过滤、活性炭吸附和自动控制为一体,具有结2)废水处理流程和设备组合集成,流量计→管构紧凑、占地面积小、组合性强、操作简单、管理方道混合器→微絮凝槽→气浮池→中间水槽和加压泵(当采用压力过滤器时)→过滤器→活性炭吸附罐,便、适应性强、处理效果稳定等特点,处理后的废水可达标排放或回用于厂区绿化、浇洒、循环水补充水成套设备配置自动控制系统和常规加药系统;等。3)由废水处理组合设备活性炭吸附罐的出水(4)工艺流程示意图n2006年第9期轻金属79(5)废水处理工艺过程使用回用水;1)生产废水和雨水通过截流井截流后一起经3)处理设备排水和排渣经明沟进入干化场脱格栅拦截较大的漂浮物和固体污染物后进入调节水干化,干化场分为多格,干泥定期外运;干化场排池,经调节池初沉和沉砂(调节池分格定期清掏),再水返回调节池;经提升泵加压进入废水处理设备;4)PLC控制系统,采集调节池水位、流量计流2)生产废水和初期雨水在处理设备中首先经量、过滤器阻力、吸附罐阻力、药剂槽液位等信号,控流量计计量;经管道混合器进行絮凝剂快速混合、再制废水提升泵、处理设备台数(当多台并联时)、药剂经微絮凝槽初步絮凝;絮凝后的废水进入气浮池气配置、加药量、过滤器反洗、吸附罐反洗各过程。浮,浮渣经明沟排至干化场;气浮后的废水进入过滤6结语器过滤,当采用压力过滤器时增设中间水槽过滤加压泵,过滤反洗水经明沟排至干化场;过滤后废水进该电解铝厂废水回收利用技术和设计理念已广入活性炭吸附罐进一步稳定处理,清洗水经明沟排泛应用到广西、青海、陕西、四川等工程项目中,取得至干化场,活性炭采用整体更换;处理后的废水进入良好的环境和经济效益,具有广泛的推广使用价值。回用水池,直接排放或经回用水泵加压后回用于厂但废水回收后产生的腐蚀和水质关系、控制腐蚀的区绿化、浇洒、循环水补充水等。加药装置为常规配有效措施有待积累完善。置,药剂加至管道混合器前管道;系统反洗等用水可(责任编辑范鸿雁)·书讯·《中国铝工业企业简介》征订启事(电解铝企业分册)改革开放二十多年来,我国有色金属工业持续高速发展,尤其铝工业的发展势头迅猛,中国已跃居世界原铝生产大国,同时也是铝消费增长最快的国家。跨入新世纪,已加入WTO的中国铝工业已具备了参与全球铝业竞争的能力,全国仅大中型电解铝生产企业已有130多家,我国铝工业已经进入了一个快速发展阶段。为了适应这种新的市场变化,及时沟通企业之间的信息渠道,宣传企业形象;同时广大有色金属企事业单位各级干部及有关企业产供销人员也极为需要这方面的权威资料,我们编印了这本内容实用的《中国铝工业企业简介》,中国铝业公司总经理郭声琨任本书编委会主任。该书主要内容:企业名称、企业性质、地址、邮编、电话、传真、生产方法及设备、技术指标“、十五”规划等。本书发行范围包括国内外有色企事业单位及相关行业,国家与地方省市主管有色行业的领导部门。现该书已正式出版。定价:每本240元。联系地址:沈阳市和平区北大街184号《轻金属》编辑部收电话、传真:024-23261062