酸法提取粉煤灰中氧化铝废水处理技术及方法

　　申请日2014.12.22

　　公开(公告)日2015.04.22

　　IPC分类号C02F103/34; C02F9/04

　　摘要

　　本发明公开了一种酸法提取粉煤灰中氧化铝的废水处理装置，包括调节池、中间水池、管道过滤器、超滤设备、一级反渗透系统和二级反渗透系统;本发明还公开了利用上述废水处理装置处理废水的方法;本发明通过装置中各设备的配合处理，可以回收约占废水体积80%以上的渗透液作为循环水重复利用，降低含盐废水排放对当地水环境的恶劣影响，同时缓解日益严峻的水资源紧缺态势。

　　摘要附图

　　权利要求书

　　1.一种酸法提取粉煤灰中氧化铝的废水处理装置，所述废水处理装置包括：

　　调节池，用于使来自循环水废水排水管的废水在絮凝剂的作用下进行絮凝沉淀;

　　中间水池，用于使来自二次气冷凝水排水管的废水、来自碱洗塔废水排水管的废水以及来自所述调节池的上层清水混合均匀并调节pH值;

　　管道过滤器，用于对来自所述中间水池的废水进行过滤;

　　超滤设备，用于对来自所述管道过滤器的滤液进行超滤处理;

　　一级反渗透系统，用于对经所述超滤设备处理后的废水进行反渗透处理;

　　二级反渗透系统，用于对来自软化高盐水排水管的废水和所述一级反渗透系统的渗余液进行反渗透处理。

　　2.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述废水处理装置还包括管道混合器，用于对来自二次气冷凝水排水管的废水和来自碱洗塔废水排水管的废水进行预混、调节pH值处理，并将处理后的废水送入所述中间水池。

　　3.如权利要求2所述的废水处理装置，其特征在于，所述废水处理装置还包括储泥箱和固液分离装置，所述储泥箱用于接收来自所述调节池的底部污泥，所述固液分离装置用于对所述储泥箱的污泥进行固液分离并将分离出的液体送回所述调节池。

　　4.如权利要求3所述的废水处理装置，其特征在于，所述废水处理装置还包括活性炭过滤装置，利用活性炭对来自所述二级反渗透系统的渗余液进行过滤。

　　5.如权利要求4所述的废水处理装置，其特征在于，所述废水处理装置还包括产品水箱，所述产品水箱用于接收所述一级反渗透系统和二级反渗透系统的渗透液。

　　6.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述一级反渗透系统包括：

　　第一增压泵，用于来自所述二级过滤系统的废水进行增压;

　　第一保安过滤器，用于对来自所述第一增压泵的废水进行过滤;

　　第一高压泵，用于提升所述第一保安过滤器的滤液的压力;

　　第一反渗透设备，用于对来自所述第一高压泵的废水进行反渗透处理;

　　第一浓水箱，用于接收所述一级反渗透设备的渗余液;

　　所述二级反渗透系统包括：

　　第二增压泵，用于来自所述二级过滤系统的废水进行增压;

　　第二保安过滤器，用于对来自所述第二增压泵的废水进行过滤;

　　第二高压泵，用于提升所述第二保安过滤器的滤液的压力;

　　第二反渗透设备，用于对来自所述第二高压泵的废水进行反渗透处理;

　　第二浓水箱，用于接收所述二级反渗透设备的渗余液。

　　7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的废水处理装置处理废水的方法，所述废水为酸法提取粉煤灰中氧化铝的生产废水，包括循环水废水、二次汽冷凝水、碱洗塔排水和软化高盐水，所述方法包括：

　　a、将所述循环水废水引入调节池，向所述调节池中加入絮凝剂使废水充分絮凝、沉淀;

　　b、利用中间水池接收所述二次汽冷凝水、碱洗塔废水和来自所述调节池的上层清水，调节所述中间水池中的废水的pH值至6-8;

　　c、利用管道过滤器处理来自所述中间水池的废水，以去除废水中的残留的絮凝体、悬浮物和固相杂质;

　　d、利用超滤设备对步骤c得到的废水进行超滤处理，使超滤出水 SDI≤4;

　　e、对超滤出水进行一级反渗透处理，对所述软化高盐水和一级反渗透处理后得到的渗余液进行二级反渗透处理;所述一级反渗透处理的渗余液TDS≤300mg/L，产量为所述一级反渗透系统处理废水流量的65%以上;所述二级反渗透处理的渗余液TDS≤600mg/L，产量为所述二级反渗透系统处理废水流量的40%以上。

　　8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤f：利用管道混合器对来自二次气冷凝水排水管的废水和来自碱洗塔废水排水管的废水进行预混并调节pH值至6-8，然后将处理后的废水送入所述中间水池。

　　9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

　　步骤g：将所述调节池底部污泥送入储泥箱，然后进行脱水，脱水后的泥渣送出，脱出的液体循环至所述调节水池;

　　步骤h：利用活性炭过滤装置对所述二级反渗透处理的渗余液进行过滤处理，得到符合GB25465-2010规定的排放水。

　　10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一级反渗透处理所采用的反渗透膜为抗污染复合反渗透膜;所述二级反渗透处理所采用的反渗透膜为海水淡化膜。

　　说明书

　　一种酸法提取粉煤灰中氧化铝的废水处理装置及方法

　　技术领域

　　本发明属于工业废水处理领域，具体涉及一种可以对一步酸溶法提取粉煤灰中氧化铝的废水进行处理的废水处理装置及方法。

　　背景技术

　　我国水资源紧缺态势的日益严峻，尤其是国家大力提倡的绿色GDP 建设以及循环经济的提出，使企业节水减排与废水资源化利用尤为重要。因此如何经济、高效、可靠的提高企业水资源综合利用率甚至达到“零排放”标准，是企业满足国家、当地政府环保要求，树立企业负责任形象的重要工作。

　　随着“循环经济模式”理念的深入人心，粉煤灰治理和利用技术也在日趋成熟，尤其是酸法(或者称为一步酸溶法)提取粉煤灰中氧化铝的工艺日益完善，如CN 102145905A公开的提取粉煤灰中氧化铝的工艺，在酸法提取粉煤灰中氧化铝工艺过程中，其产生的废水主要有二次汽冷凝水，碱洗塔排水，软化高盐水和循环水废水等，其中，所述二次汽冷凝水为酸法提取粉煤灰中氧化铝工艺中盐酸溶解粉煤灰后，过滤所得滤液法经过蒸发浓缩的蒸汽冷凝液;所述碱洗塔排水为酸法提取粉煤灰中氧化铝工艺中氯化铝煅烧至氧化铝时，煅烧的酸性尾气经过水吸收后进一步送往碱洗塔洗涤所得废水;所述循环水废水为酸法提取粉煤灰中氧化铝工艺中生产用循环水的排污水，所述循环水例如是用作对上述蒸发浓缩所得浓缩液进行冷却以析出氯化铝结晶的冷却水;所述软化高盐水为为酸法提取粉煤灰中氧化铝工艺中制取软化水所剩余的高盐水，所述软化水可以用于吸收上述煅烧的酸性尾气。

　　由于工艺的原因，上述废水的水量存在一定的波动，利用传统的酸性废水处理方法(如加碱中和、蒸干堆存、建蒸发塘自然蒸干和混合粉煤灰填埋等)对上述废水进行处理时，都不同程度存在一些问题，例如处理费用高昂、产生二次污染、存在后续安全隐患或浪费大量水资源等，因此不能从根本上解决此类生产废水的处理问题。

　　发明内容

　　本发明的目的在于提供一种酸法提取粉煤灰中氧化铝的废水处理装置及方法，以解决酸法提取粉煤灰中氧化铝的废水难以处理的问题，以提高废水综合利用率，减少废水排放。

　　根据本发明的一个方面，本发明提供了一种酸法提取粉煤灰中氧化铝的废水处理装置，所述废水处理装置包括：

　　调节池，用于使来自循环水废水排水管的废水在絮凝剂的作用下进行絮凝沉淀;

　　中间水池，用于使来自二次气冷凝水排水管的废水、来自碱洗塔废水排水管的废水以及来自所述调节池的上层清水混合均匀并调节pH值;

　　管道过滤器，用于对来自所述中间水池的废水进行过滤;

　　超滤设备，用于对来自所述管道过滤器的滤液进行超滤处理;

　　一级反渗透系统，用于对经所述超滤设备处理后的废水进行反渗透处理;

　　二级反渗透系统，用于对来自软化高盐水排水管的废水和所述一级反渗透系统的渗余液进行反渗透处理。

　　在本发明中，本领域技术人员可以理解，所述来自循环水废水排水管的废水即为酸法提取粉煤灰中氧化铝的循环水废水，所述来自二次气冷凝水排水管的废水即为酸法提取粉煤灰中氧化铝的二次气冷凝水，所述来自碱洗塔废水排水管的废水即为酸法提取粉煤灰中氧化铝的碱洗塔废水，所述来自软化高盐水排水管的废水即为酸法提取粉煤灰中氧化铝的软化高盐水。

　　根据本发明的废水处理装置，优选地，所述废水处理装置还包括管道混合器，用于对来自二次气冷凝水排水管的废水和来自碱洗塔废水排水管的废水进行预混、调节pH值处理，并将处理后的废水送入所述中间水池。在酸法提取粉煤灰中氧化铝中，所述二次气冷凝水和碱洗塔废水均呈酸性，并在在调节pH值后还会生产一定的悬浮物，通过管道混合器对二者进行预处理，有利于二次气冷凝水、碱洗塔废水以及调节pH值所用碱液混合均匀，由于此时尚未与循环水废水汇合，水量小，调节迅速、简单，即使在中间水池中与上述循环水废水汇合pH值仍不符合和要求，只需在中间水池中简单条件即可，另外，也有利于二次气冷凝水和碱洗塔废水中的悬浮物的充分生成，有利于后续净化处理。

　　根据本发明的废水处理装置，优选地，所述废水处理装置还包括储泥箱和固液分离装置，所述储泥箱用于接收来自所述调节池的底部污泥，所述固液分离装置用于对所述储泥箱的污泥进行固液分离并将分离出的液体送回所述调节池。

　　根据本发明的废水处理装置，优选地，所述废水处理装置还包括活性炭过滤装置，利用活性炭对来自所述二级反渗透系统的渗余液进行过滤。进一步优选地，所述废水处理装置还包括产品水箱，所述产品水箱用于接收所述一级反渗透系统和二级反渗透系统的渗透液，作为循环水重新利用。

　　根据本发明的废水处理装置，优选地，所述一级反渗透系统包括：

　　第一增压泵，用于来自所述二级过滤系统的废水进行增压;

　　第一保安过滤器，用于对来自所述第一增压泵的废水进行过滤;

　　第一高压泵，用于提升所述第一保安过滤器的滤液的压力;

　　第一反渗透设备，用于对来自所述第一高压泵的废水进行反渗透处理;

　　第一浓水箱，用于接收所述一级反渗透设备的渗余液;

　　所述二级反渗透系统包括：

　　第二增压泵，用于来自所述二级过滤系统的废水进行增压;

　　第二保安过滤器，用于对来自所述第二增压泵的废水进行过滤;

　　第二高压泵，用于提升所述第二保安过滤器的滤液的压力;

　　第二反渗透设备，用于对来自所述第二高压泵的废水进行反渗透处理;

　　第二浓水箱，用于接收所述二级反渗透设备的渗余液。

　　进一步优选地，所述第一反渗透设备所采用的反渗透膜为抗污染复合反渗透膜;所述第二反渗透设备所采用的反渗透膜为海水淡化膜。

　　根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种利用上述废水处理装置处理废水的方法，所述方法包括：

　　a、将所述循环水废水引入调节池，向所述调节池中加入絮凝剂使废水充分絮凝、沉淀;

　　b、利用中间水池接收所述二次汽冷凝水、碱洗塔废水和来自所述调节池的上层清水，调节所述中间水池中的废水的pH值至6-8;

　　c、利用管道过滤器处理来自所述中间水池的废水，以去除废水中的残留的絮凝体、悬浮物和固相杂质;

　　d、利用超滤设备对步骤c得到的废水进行超滤处理，使超滤出水 SDI≤4;优选超滤出水SDI≤3;

　　e、对超滤出水进行一级反渗透处理，对所述软化高盐水和一级反渗透处理后得到的渗余液进行二级反渗透处理;所述一级反渗透处理的渗余液TDS≤300mg/L，产量为所述一级反渗透系统处理废水流量的65%以上，优选为所述一级反渗透系统处理废水流量的70%-80%;所述二级反渗透处理的渗余液TDS≤600mg/L，产量为所述二级反渗透系统处理废水流量的40%以上，优选为所述二级反渗透系统处理废水流量的45%-55%。

　　其中，所述废水为酸法提取粉煤灰中氧化铝的生产废水，包括循环水废水、二次汽冷凝水、碱洗塔排水和软化高盐水。

　　在本发明中，所述酸法提取粉煤灰中氧化铝的工艺可以参见中国专利CN102145905A，其通过引用的方式并入到本申请中。

　　根据本发明的方法，优选地，所述方法还包括步骤f：利用管道混合器对来自二次气冷凝水排水管的废水和来自碱洗塔废水排水管的废水进行预混并调节pH值至6-8，然后将处理后的废水送入所述中间水池。

　　根据本发明的方法，优选地，所述方法还包括步骤g：将所述调节池底部污泥送入储泥箱，然后进行脱水，脱水后的泥渣送出，脱出的液体循环至所述调节水池。

　　根据本发明的方法，优选地，所述一级反渗透处理所采用的反渗透膜为抗污染复合反渗透膜;所述二级反渗透处理所采用的反渗透膜为海水淡化膜。

　　根据本发明的方法，优选地，所述方法还包括步骤h：利用活性炭过滤装置对所述二级反渗透处理的渗余液进行过滤处理，得到符合 GB25465-2010规定的排放水。

　　与现有技术相比，本发明通过装置中各设备的配合处理，可以回收约占废水体积80%以上的渗透液作为循环水重复利用，剩余的少量渗余液进一步活性炭过滤处理，降低含盐废水排放对当地水环境的恶劣影响，同时缓解日益严峻的水资源紧缺态势。

　　另外，本发明进一步优选采用两级反渗透系统，在处理废水时，可以使两级反渗透系统采用低回收率，有效防止反渗透膜表面过早出现浓差极化现象，延长反渗透膜系统的使用周期，降低反渗透设备停机清洗频率。同时，本发明在反渗透之前进行絮凝沉淀、过滤和超滤，从而使废水在进入反渗透系统之前硬度大为减小，大大减弱了反渗透膜表面的硬度离子的浓差极化现象以及结垢影响。

　　此外，本发明针对酸法提取粉煤灰中氧化铝的废水进行处理，将所述废水依据来源分三次引入本发明的废水处理装置，通过合理的安排废水的引入、预处理顺序，在保证处理效果的同时，减小了系统负担;并且，本发明的废水处理装置和方法通过废水分次引入，可以较好的适应各股废水水量波动的问题;进一步地，在本发明的废水处理方法中，各股废水通过在不同设备中单独或混合处理，可以有效保持合适的处理温度，无需设置换热器，节省了设备成本。