氧化铝厂废水零排放处理技术分析_李彦君.pdf

图 1原污水处理系统工艺流程图氧化铝厂废水零排放处理技术分析李彦君（吕梁市生态环境局柳林分局，山西吕梁033300）摘要：为进一步探究氧化铝厂废水零排放处理技术的有效应用路径，研究人员以某地氧化铝厂的实际情况为例，分析了该厂在废水零排放进程中存在的一些问题，分别采取针对性措施，如增设废水处理设备等，推进废水零排放处理技术的有效应用。从实际应用效果来看，本次废水零排放处理技术取得了初步成功，有望在今后的相关工作中进一步推广应用。关键词：氧化铝厂；废水处理；零排放；处理技术中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1672-1152（2023）05-0202-020引言在氧化铝厂的生产过程中，耗水量高和废水排放量大一直是突出的问题，排放的大量含碱废水不仅严重浪费宝贵的水资源，而且造成大量生产原料损失。为切实解决上述问题，需要应用相关处理技术，实现氧化铝厂废水“零排放”，不仅对节约水资源、保护环境具有重要意义，而且，能促进企业实现可持续发展。1案例概况某地氧化铝厂始建于 20 世纪 60 年代，该厂采用拜耳烧结混联法生产工艺生产氧化铝材料。目前，氧化铝年产量超过 100 万 t，且能够生产与之相关的一些其他高附加值产品。但受到各种原因的影响，该厂在环保处理设施方面的发展速度明显落后于氧化铝生产工艺的发展速度，部分含碱废水仍然不能被充分处理就直接外排，导致了较为严重的污染问题。不仅造成了大量碱流失和水资源的浪费，而且该厂每年需要支付超过 100 万元的环境污染赔偿费和污水排污费。整体来看，当前该厂主要存在以下几方面的问题：一是水处理系统运行规模过小，且缺乏冗余设计，导致稳定性不足，难以实现长期有效的污水处理1；二是再生水用水点开发不够完善；三是废水含碱浓度一直无法得到有效控制；四是主体设备冷却水循环利用情况存在不足；五是赤泥回水工艺仍需加强。2该氧化铝厂废水零排放处理策略2.1污水处理系统优化通过前期调研后确认，该厂原污水处理系统整体工艺流程如图 1 所示。目前，该厂基于此流程，污水处理量的理论值为400 m3/h，但实际运行时，通常无法达到理论值。主要存在以下几个方面的问题：一是由于平流沉淀池无备用设计，当沉淀池清理或吸泥机故障时，整个污水处理系统将被迫停运；二是由于浓缩后的污泥自身理化性质的限制，导致污水处理系统经常堵塞；三是处理能力严重不足。针对上述问题，研究人员综合分析后决定，基于原污水处理系统工艺流程进行改造。1）为满足污水处理要求，采用“冗余设计”的理念进行设计，增设一座平流沉淀池，该沉淀池的尺寸为4.2 m9.2 m4.0 m，处理能力为 500 m3/h。通过这种互为备份的冗余设计，能够避免以往污水处理系统动辄停止运行的局限。2）为规避以往污泥处理中容易出现堵塞的问题，研究人员通过对生产过程中二赤泥洗涤工序的研究后发现，该工序对热水的水质并无过高要求。因此，决定将平流沉淀池的底流污泥送到脱硅热水槽，加热后作为二赤泥洗涤用的热水2-3，其主要流程图如图 2 所示。3）结合该厂污水处理工艺流程的实际情况，研究人员决定新增 4 台 GXNS-II-300 型高效纤维过滤器及其配套设施，实现对再生水的深度处理。同时，考虑到该厂污水处理系统可利用的土地资源较为紧张，设计人员决定，在原流程的总排口浓缩泵附近，增设新型成套一体化高效净水装置，从原有的污水处理站污水源总管部位进行分流，形成 2 个独立系统，分别对收稿日期：2022-12-26作者简介：李彦君（1977），男，山西柳林人，本科，毕业于山西大学，工程师，主要从事环境监测工作。总第 208 期2023 年第 5 期山西冶金Shanxi MetallurgyTotal 208No.5，2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.05.076图 2改造后污水处理底流污泥的处理流程污泥浓缩槽上清液沉淀池（1 个）清水池沉淀池底液至全厂循环水池和烧成循环水池提水坝（含氧化铝废水）至赤泥储槽二赤泥外排槽平流沉淀热水底流污泥脱硅热水槽二赤泥洗涤进生产流程全厂循环底流赤泥大坝技术应用2023 年第 5 期废水进行处理。2.2赤泥回水开发利用在该厂生产氧化铝的过程中，产生大量赤泥，导致全年随赤泥排放至赤泥堆场的水量接近 120 万 m3。针对这一问题，研究人员决定采取措施，将排弃赤泥的附着液全部回收利用，以达到“零排放”的目标。因此，对既有的赤泥回水流程做进一步优化改进，增加了配料、溶出、沉降和供排水车间等多处用水点。优化后的流程如图 3 所示。通过上述措施，赤泥回水的使用范围和用水量均得到进一步扩增，使得赤泥回水量的理论值达到近220 m3/h，大于随赤泥输送的附着水量，基本上达到了全部回收赤泥附液的目标。2.3降低污水含碱浓度为进一步推进“零排放”技术的应用，研究人员针对降低污水含碱浓度方面展开了研究。在这一环节的研究中，主要针对原液槽下地坪围子、蒸发车间沉降槽下钢板围子和污水回收系统三个部分进行改造，提升以上几个关键节点的耐碱性能4，使用新型高分子材料取代以往使用的金属材料。通过以上措施，能够从本质上防止工艺料浆进入下水，有效控制了氧化铝废水的含碱质量浓度，由原来的 0.35g/L 下降至 0.29g/L，这也为再生水的开发利用提供了前置条件。2.4水资源的循环利用结合该厂生产主体设备相对较为集中的现状，研究人员决定对这些设备的冷却水进行集中回收并循环使用，以此建立循环水系统，该系统的主要流程如图 4 所示。基于上述流程，温升较高的冷却水将排入再生水系统，并使用排风机使用后的新水作为系统补水，以合理解决循环水降温问题。另外，研究人员积极推进开发利用再生水，确保处理后的再生水能够完全回收利用5。经研究决定，将再生水应用氢氧化铝产品的洗涤，其基本流程如图 5 所示。再生水经带式真空泵进行加热，并与蒸发坏水一并加入到热水槽中，对氢氧化铝进行洗涤，这样不仅实现了节水目标，而且充分利用了余热。3实际应用效果分析在以上技术措施得到充分应用后，为检验本次“零排放技术”的实际应用效果，研究人员选择已有的生产数据和技术应用后 2 个周期的数据进行对比分析，分析结果如表 1 所示。结合表 1 中的数据，并查阅相关标准资料发现，在技术应用后，各项敏感指标均降低至控制指标值以下，证明本次设计的面向氧化铝厂的废水零排放技术初步取得了应用效果，具有一定的现实意义。4结语在本次研究中，基于某氧化铝厂的废水排放实际情况，初步分析了该厂在废水排放方面存在的几项短板问题，并结合这些短板问题，从多个角度入手，分别采取针对性措施进行了废水零排放技术的设计和应用。从实际应用效果来看，本次废水零排放技术应用初步取得了成功，具有一定的现实应用价值。当然在今后的工作中，仍需要在此基础上不断改进，尝试应用信息化技术等加持，以进一步提升实际应用效果。参考文献1阚子建.化工企业废水处理现状及处理工艺研究J.化工管理，2022（27）：27-29.2樊祥德.关于化学工艺在废水处理中的应用研究J.现代工业经济和信息化，2022，12（5）：79-81.3王晓利.无机化学药剂在工业废水处理中的应用J.黑龙江环境通报，2022，35（2）：144-145.4李顺湘.调节中和混凝沉淀法处理铝材厂着色含镍废水J.电镀与涂饰，2020，39（11）：718-721.5李善得，曾凡银.线路板废水铜离子达标排放技术研究J.资源节约与环保，2019（8）：87；89.（编辑：郭萍茹）（下转第 206 页）图 3优化后的赤泥回水利用流程及水量平衡图图 4循环水系统主要流程图图 5再生水用于洗涤氢氧化铝的流程示意图表 1技术应用前后敏感水质指标对比指标技术应用前应用后1 个周期应用后2 个周期氯离子质量浓度/（mg L-1）173.33106.49101.05氟离子质量浓度/（mg L-1）5.324.302.90硬度/（mg L-1）13.239.087.71COD/（mg L-1）69.7255.6851.03色度19.0317.5013.07硫酸根离子质量浓度/（mg L-1）806.28711.85701.02热电厂用水预热器槽罐管道冲洗沉降热水槽全厂循环水补水50 m3/h5 m3/h60 m3/h40 m3/h10 m3/h5 m3/h20 m3/h10 m3/h冲洗地坪等冲外排赤泥机器设备冲洗赤泥加压泵轴封水160 m3/h厂内加压排风机煤磨排粉机&鼓风机12 m3/h10 m3/h18 m3/h溶出磨烧成窑托轮窑磨循环水管磨18 m3/h冷却机托轮80 m3/h24 m3/h格子磨20 m3/h新水 18 m3/h洗涤氢氧化铝带式真空泵热水槽李彦君：氧化铝厂废水零排放处理技术分析203山西冶金E-mail:第 46 卷Design of a Box Type Bar Material Warehouse with One Warehouse and Multiple UsesLi Mingtao（Qingdao City College,Qingdao Shandong 266106）Abstract:The original robot silo of a certain steel casting plant in Laiwu was not designed properly,resulting in insufficient precision inmaterial cutting,difficulty in material loading operation,and low efficiency in use.In response to this issue,the enterprise collaborated withQingdao City University to jointly develop new production processes and technologies,and designed a modern,universal,and efficientmaterial warehouse to cooperate with robots,achieving automatic loading and unloading during the production process,greatly improvingproduction efficiency.Key words:robots;silo;designAnalysis of Zero Discharge Treatment Technology for Wastewater from Alumina PlantsLi Yanjun（Liulin Branch of Lvliang Ecological Environment Bureau,Lvliang Shanxi 033300）Abstract:In order to further explore the effective application path of zero discharge treatment technology for wastewater from aluminumoxide plants,researchers took the actual situation of a certain aluminum oxide plant as an example to analyze some problems in the processof zero discharge of wastewater in the plant.Targeted measures were taken,such as adding wastewater treatment equipment,to promote theeffective application of zero discharge treatment technology for wastewater.From the perspective of practical application results,the zerodischarge treatment technology for wastewater has achieved preliminary success and is expected to be further promoted and applied in futurerelated work.Key words:alumina factory;wastewater treatment;zero emissions;processing technology图 5人机交互技术应用前后转炉喷溅对比4应用效果该技术得到推广应用以后，员工岗位操作水平有了较大的进步，转炉冶炼过程更趋于平稳，终点控制水平有了较大提高，转炉一倒出钢率有了大幅度提升。1）转炉冶炼执行新的工艺技术操作规程，岗位全部实行标准化、规范化操作。2）有效加快了生产节奏，一倒出钢相比二倒甚至三倒，平均单炉可节省倒炉测温取样及点吹时间35 min，一倒出钢率提升 78.5%-3.3%=75.2%。3）借助人机交互技术，及时准确分析转炉冶炼过程，使得转炉吹炼过程更加平稳顺行，有效地减少喷溅，在控制红烟外溢、环境保护方面得到很大改善。参考文献1门志刚.全新智能化自动炼钢技术在宣钢的应用J.金属材料与冶金工程，2017（2）：33-37；442温伟萍，王伟.转炉炼钢的自动化控制技术研究J.科技创新与应用，2016（16）：1563温宏愿.炉口辐射信息用于转炉终点判定的建模及预测研究D.南京：南京理工大学，2009：148.4孙江波，李俊国，王彦杰，等.基于转炉烟气分析的熔池碳质量分数及温度动态预报J.炼钢，2014，30（4）：65-69.5王宏斌，王金龙.中型转炉计算机炼钢可行性研究C/中国金属学会.2009 特钢年会论文集，2009：127.6罗丽军，喻中心.国内转炉炼钢生产现状及技术应用J.宽厚板，2014（1）：39-42.7付道宏.试论转炉炼钢终点控制技术应用现状J.冶金与材料，2020，40（1）：121；190.8敖翔.转炉炼钢终点控制技术应用浅析J.冶金与材料，2019，39（5）：110-112.9冯士超，王艳红，丁瑞锋.转炉炼钢终点控制技术应用现状J.冶金自动化，2016（2）：1-6.10李仕龙，郭红娟.转炉炼钢终点控制技术应用现状探讨J.中国金属通报，2018（12）：22-24.（编辑：武倩倩）End-point Control Technology of Man-machine Interactive ConverterHao Jianwen（Technical Center of Xuanhua Steel Company,HBIS Group Co.,Ltd.,Xuanhua Hebei 075100）Abstract:BOF Steelmaking end-point control is an important operation to ensure the smooth completion of steelmaking,steelmaking hasbecome an important indicator of the overall technical level.Focusing on the end-point control of converter,this paper analyzes the manualexperience steelmaking and intelligent automatic control,and combines them and forms an effective man-machine interactive steelmakingcontrol technology,the steel yield can reach 78.5%,and the quality of molten steel can be improved.Key words:converter steelmaking;end-point control;intelligent automatic control;a pour out steel ratio1086420转炉每月喷溅次数应用前应用后（上接第 168 页）（上接第 203 页）206