氧化鋁廢水[零排放]探索

1、氧化鋁廢水零排放探索            摘要：經(jīng)過2年多的開發(fā)應(yīng)用，中鋁貴州公司氧化鋁廠在水資源綜合利用以及廢水“資源化”方面取得突破性的進(jìn)展，于2000年12月實現(xiàn)了氧化鋁廢水“零排放”，改善了麥架河及貓?zhí)恿饔蛏鷳B(tài)環(huán)境，對保護(hù)長江上游的生態(tài)環(huán)境，防止長江水系的污染惡化，具有極為重要的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。本文著重對氧化鋁廢水“零排放”的實施進(jìn)行了闡述。 關(guān)鍵詞：氧化鋁 零排放 資源化 再生水 赤泥回水  1 前言 貴州鋁廠氧化鋁廠始建于1958年，設(shè)計產(chǎn)

2、能每年40萬噸，外排含堿廢水一直是困擾我廠的一個重大環(huán)境污染問題，其對周圍3鄉(xiāng)12村的農(nóng)田以及下游麥架河及貓?zhí)恿饔蚓斐刹煌潭鹊奈廴?，同時也造成了大量的堿流失和水資源的浪費，為消除污染，實現(xiàn)國家“一控雙達(dá)標(biāo)”（即所有企業(yè)污染物的排放必須在2000年底實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放）的目標(biāo)，根據(jù)我廠實際情況，經(jīng)大量的調(diào)查、論證，大膽地提出了具有創(chuàng)新性的課題-氧化鋁廢水“零排放”技術(shù)開發(fā)與研究。 2 廢水的來源及特征 氧化鋁廠外排廢水主要來源于生活污水（澡堂、廁所、宿舍、辦公室排水）、生產(chǎn)廢水（沖洗地坪、設(shè)備等）、設(shè)備冷卻水、雨排水、外單位排水（熱電廠軟水站排水及沖灰渣水、輕研所排水等）、工藝管道及設(shè)備的跑、冒

3、、滴、漏等；具有總排水量大、不穩(wěn)定的特點（見表1）；其主要污染因子為懸浮物（200500mg/l）；堿（PH值達(dá)812）。 表1 19901997年氧化鋁廢水及污染物排放統(tǒng)計年 度19901991199219931994199519961997廢水排放量 / 萬m3501.21433.65421.65445.69316.05335.58319.74247.39堿流失量 / t145434117410632223061293127542440懸浮物排放量 / t25062168210822281580189616408983技術(shù)改造方案實施 本課題是一項綜合性的技術(shù)開發(fā)項目，其設(shè)計思路為：（1）

4、治理污染源，對重點車間設(shè)備進(jìn)行防跑堿改造，以降低廢水含堿濃度；（2）對水質(zhì)要求高的設(shè)備冷卻水，采用自身循環(huán)，以減少廢水排放量；而對水質(zhì)要求不高的設(shè)備冷卻水、有條件的生產(chǎn)用水點等，全部使用再生水代替工業(yè)新水；（3）充分利用赤泥回水、蒸發(fā)壞水代替工業(yè)新水，并保證赤泥回水量赤泥附液量；（4）根據(jù)生產(chǎn)實際情況以及貴州鋁廠工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，采用經(jīng)濟(jì)實用的方法進(jìn)行廢水處理。3.1抓源治本，降低廢水含堿濃度在氧化鋁生產(chǎn)過程中，難免有高濃度的含堿廢水進(jìn)入排水系統(tǒng)，使廢水含堿度升高，影響再生水回用。因此，加強(qiáng)和完善管理及設(shè)備維護(hù)，對重點車間進(jìn)行防跑堿設(shè)施改造，是降低外排廢水含堿濃度的關(guān)鍵。首先在工藝上采用新工藝、新

5、技術(shù)（如水泵采用先進(jìn)的機(jī)械密封替代傳統(tǒng)的填料密封，用密封性能較好的漿液閥、注塞閥替代傳統(tǒng)的閘閥、截止閥等）；其次對各生產(chǎn)車間大型槽罐（如沉降槽等）增設(shè)防跑堿圍子，將泄漏的高濃度含堿污水引入污水槽后再返回工藝流程，有效的防止堿液外泄。具體治理方案見圖1。 3.3.1污水處理系統(tǒng)沉淀池改造 據(jù)測定統(tǒng)計，現(xiàn)有的一個污水平流沉淀池的處理能力(最大處理能力Q=500 m3/h)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)需求，故新建平流沉淀池一個。新建平流沉淀池核算：有效水深H=3m、池寬B=9.2m、池長L=40m，污水在沉淀池中的沉降時間2.2h（t = H×A/Q，A為沉降面積），其長寬比L/B = 4.354 ，能

6、確保污水在池內(nèi)均勻分布。平流沉淀池水力條件復(fù)核：水流截面積=3×9.2=27.6m2；水池濕周 x = 9.2+3×2=15.2m；水力半徑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；弗勞德數(shù)Fr=v 2/R·g =(5.03×10-3)2/1.8×9.18=1.41&

7、#215;10-6 。由計算結(jié)果看出，改造后的沉淀池完全滿足普通平流池的設(shè)計參數(shù)要求。新建平流沉淀池的底流污泥采用虹吸泥機(jī)連續(xù)排放，平均污泥流量80 m3/h左右。改造后的兩個平流沉淀池，隨廢水量的變化既可互為備用又可同時運(yùn)行，其最大處理能力為1000 m3/h。3.3.2廢水總排放口完善改造原廢水總排放口是氧化鋁廠所有廢水的唯一匯水點，需考慮完善有效的防洪措施，同時也是污水處理系統(tǒng)理想的污水源取水點，為滿足廢水“零排放”和泄洪要求，在總排口與洗馬河的匯合口安裝兩個閘板對總排截流，又作雨季泄洪用；廢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裝1臺可升降式

8、人工格柵和2臺鏈?zhǔn)綑C(jī)械格柵，避免了較大的漂浮物進(jìn)入污水源泵和平流沉淀池，如圖3。 氧化鋁生產(chǎn)過程中，排棄的赤泥，需用熱水(300 m3/h)洗滌，原利用全廠循環(huán)水在脫硅熱水槽中加熱后洗滌赤泥，由于該流程對水質(zhì)的要求不高。故改用未濃縮的平流沉淀池底流送脫硅熱水槽代替部分全廠循環(huán)水加熱后用于赤泥洗滌。該方法徹底打破傳統(tǒng)設(shè)計的束縛，充分利用本廠生產(chǎn)工藝特點，創(chuàng)造性的把污泥處置與生產(chǎn)工藝流程有機(jī)的結(jié)合起來。運(yùn)行1年多來，用平流沉淀池的底流代替部分循環(huán)水參與洗滌赤泥，并隨赤泥一起沉降后送赤泥堆場，對赤泥的輸送系統(tǒng)不產(chǎn)生任何波動，同時還解決了虹吸泥機(jī)因間斷運(yùn)行造成虹吸管易堵塞的難題.由于簡化了流程，節(jié)省了

9、對污泥濃縮、絮凝沉降、干化等一系列的設(shè)備投資、管理和運(yùn)行維護(hù)費用，達(dá)到了污泥處置經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，為污水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證；同時在國內(nèi)同行業(yè)中開創(chuàng)了先河，摸索出一條經(jīng)濟(jì)處置氧化鋁廢水沉淀污泥的新途徑，具有極高的推廣運(yùn)用價值。3.3.4增設(shè)沉砂池及配套設(shè)施 氧化鋁廠的排水系統(tǒng)為“合流制”，污水中夾帶大量砂石，易造成虹吸泥機(jī)堵塞或因砂石比重較大無法排出而在平流沉淀池內(nèi)淤積。所以在平流沉淀池的前端增設(shè)了兩個沉砂池，投用1年多來虹吸泥機(jī)運(yùn)行正常，沉淀池清池周期明顯延長。3.3.5氧化鋁廢水的深度凈化 要使氧化鋁廢水達(dá)到“零排放”，就意味著所有廢水經(jīng)處理后必須全部回用，而處理后再生水水質(zhì)的好壞是循

10、環(huán)使用的基本前提。根據(jù)貴州鋁廠工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，以及氧化鋁廠各再生水用水點的實際情況，對再生水進(jìn)行深度凈化處理的目的是降低再生水的懸浮物濃度（20mg/l）。經(jīng)多次考查、論證并結(jié)合本廠污水處理系統(tǒng)的特點，增加了四套高效纖維過濾器及配套設(shè)施，對再生水進(jìn)行深度凈化處理。擴(kuò)建改造后的污水處理系統(tǒng)流程見圖5。 此技術(shù)開發(fā)項目于1999年9月實施并運(yùn)行，氧化鋁廠中心化驗室對再生水用于洗滌氫氧化鋁后的產(chǎn)品測定結(jié)果表明：用再生水洗滌氫氧化鋁成品后，氫氧化鋁含水率、附堿等各項指標(biāo)均達(dá)到了規(guī)程要求。同年出廠綜合氧化鋁，二級以上品級率為100%，一級品率為99.13%，一級品率比1998年提高2.81%；2000年出

11、廠綜合氧化鋁，二級以上品級率繼續(xù)保持100%，其中一級品率為99.91%，較1999年提高0.78%，且?guī)较礈鞖溲趸X附堿全年有7個月合格率為100%，年平均合格率為99.83%，創(chuàng)歷史最好水平。可見用再生水洗滌氫氧化鋁對產(chǎn)品的質(zhì)量沒有任何影響。3.5充分利用赤泥回水，實現(xiàn)真正意義的“零排放”由于氧化鋁生產(chǎn)過程中排出的赤泥帶有一定數(shù)量的附著液，隨赤泥排至赤泥堆場的水量約為140m3/h,只有將赤泥的附著液全部回收利用，才能達(dá)到真正意義的“零排放”。經(jīng)過增設(shè)赤泥回水中間加壓及大力開發(fā)赤泥回水利用等技術(shù)改造項目的實施,使赤泥回水用量逐年增加,現(xiàn)回用量已達(dá)180220m3/h,達(dá)到了完全回收赤泥附

12、液的目的,不僅節(jié)約了大量新水,同時還可回收大量的堿和氧化鋁。     4 氧化鋁廢水“零排放”技術(shù)開發(fā)與研究項目運(yùn)行效果 污水處理效果：“氧化鋁廢水零排放技術(shù)開發(fā)與研究”項目的實施，使氧化鋁廠污水處理系統(tǒng)能穩(wěn)定、連續(xù)、持久運(yùn)行，經(jīng)深度凈化后，出水水質(zhì)懸浮物含量20mg/l，達(dá)到貴州鋁廠工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)；廢水處理量及再生水回用量大幅增加，由1997年的140.04萬m3,增加到2001年的638.54萬m3。節(jié)水減污效果明顯：2001年全年用工業(yè)新水量382.63萬m3,較1997年減少264.47萬m3，降低幅度為40.87%；1997年外排廢水量247.3

13、9萬m3，降為2000年底外排廢水實現(xiàn)“零排放”。降低繳納污水排污費：由1997年的69萬元，降為2001年的0.0578萬元，降幅達(dá)99.92%。降低環(huán)境污染賠償費：由1997年的32.10萬元，降為2001年的23.14萬元，降幅達(dá)27.91%。各項環(huán)境指標(biāo)大幅改善：污水排放量、單位產(chǎn)品耗水量等環(huán)保指標(biāo)分別創(chuàng)歷史最好水平（見表3）。 2000年順利通過國家“一控雙達(dá)標(biāo)”的驗收。 表3 氧化鋁廠1997-2001年主要環(huán)保指標(biāo)完成情況指標(biāo)名稱單位1997年1998年1999年2000年2001年新水用量萬m3647.1639.07480.67384.96382.63再生水用量萬m3140.0

14、4271.34429.67520638.54赤泥回水用量萬m3116.8122.61140156.68171.47污水排放量萬m3247.39183.3196.5431.221.3單位產(chǎn)品耗水量m3/T-AO17.2915.1810.328.017.5綜合效益分析：“氧化鋁廢水零排放技術(shù)開發(fā)與研究”項目的實施，實現(xiàn)了廢水的“資源化”和真正意義上的廢水“零排放”，消除了對周圍河流的水體污染與破壞，減少了堿的流失、節(jié)約了工業(yè)新水用量、降低了氧化鋁生產(chǎn)成本，創(chuàng)造出良好的環(huán)境效益，同時也產(chǎn)生極高的社會與經(jīng)濟(jì)效益。環(huán)境效益：（1）減少向貓?zhí)恿饔蚺欧藕瑝A污水247萬m3/a、懸浮物897t/a、堿（折合

15、Na2CO3）1463t/a；（2）消除了氧化鋁廠含堿廢水對河流生態(tài)環(huán)境、農(nóng)田和飲用水源的污染和影響，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和恢復(fù)。（3）對保護(hù)長江上游水系和長江流域的生態(tài)環(huán)境具有重要價值和示范意義。社會效益：（1）有利于樹立企業(yè)良好形象，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件；（2）有利于密切廠地關(guān)系及污染地域社會的安定團(tuán)結(jié)；（3）有利于改善周圍環(huán)境，支持地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；（4）為其他企業(yè)和同行提供了有益的經(jīng)驗和借鑒。經(jīng)濟(jì)效益：（1）減少繳納污水排污費：69萬元/年；減少環(huán)境污染賠償費：10萬元/年；（2）回收廢水中的堿（折合Na2CO3）：1463t/年，節(jié)約費用：176萬元/年（Na2CO3按1200元/t計）；（3）節(jié)約新水量247萬t/a，節(jié)約費用：126萬元/年；（4）每噸廢水處理費用按0.30元計，則增加運(yùn)行成本74萬元/年；年經(jīng)濟(jì)效益為：69+10+176+126-74=307萬元/年。（5）環(huán)保治理投資621萬元。項目投資回收期：T=K/H式中，T投資回收期；K投資額；H投資項目年收益T=621/307=2.02（年）。項目投資利潤率：投資利潤率=年利潤總額/項目總投資×100%=307/621×100%=49.44%。 5 結(jié)論 氧化鋁廢水“零排放”項目的實施具有以下特點：（1）對氧化鋁廢水實行綜