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電解鋁脫硫廢水零排放處理技術

發布時間:2023-8-13 8:15:21  中國污水處理工程網

在現代生活領域中,人們對各類鋁制品的需求也不斷增大,鋁制品在全球各行各業的運用是人們生產和生活不可或缺的重要資源,為此,我國大力發展電解鋁企業,滿足社會對鋁制品的需求。隨著社會需求的提升導致市場日益激烈,各電解鋁為保障自身市場競爭力,實時對自身技術手段和管理體系進行創新和優化,堅決貫徹可持續發展方針,使用可替代清潔能源,優化硬件設施和污染處理設備。但在實際生產生活中,陽極碳塊仍是電解鋁工作中的重要設備,陽極碳塊在通電時不可避免的會釋放有害氣體。脫硫廢水也是同理,雖然在原材料和能源方面已經傾力改良,但部分硫化物依然會產生脫硫廢水。既然無法避免脫硫廢水的生成,各電解鋁就要想辦法將脫硫廢水純凈,確保無公害后再進行排放,由此可見,脫硫廢水零排放處理技術的重要作用。

一、電解鋁脫硫廢水的特點

電解鋁在生產工作不斷進行,雖然由于電解煙氣特點每小時產生的廢水量較少,但是因其連續性,其運行期間仍會累積大量的脫硫廢水,廢水的排放主要是為了保證脫硫系統內氯離子的平衡,氯離子的濃縮會對硬件設施帶來負面影響,縮短其使用壽命,假如脫硫廢水長時間和硬件設施接觸,會對其內部零件連接處形成腐蝕,導致其效率降低,性能受到影響,甚至停止運轉,無法應對工作需求。脫硫廢水若直接排放還會對電解鋁周圍的生態環境造成破壞,使得周圍生態系統循環能力降低,無法實現凈化工作。電解鋁工作過程中產生的脫硫廢水,通常具有以下幾個特點:首先,脫硫廢水是弱酸性液體,PH值在多次對電解鋁脫硫廢水酸堿度檢驗實驗中明確其通常處在5.0左右,其酸性并非極強,和正常值7.0相比較為接近為弱酸性[1]。其次,脫硫廢水中存在多種雜質漂浮物,其有些是化學反應過程中所遺留的殘渣,有些是設備腐蝕后脫離的表皮,也有些是環境中存在的灰塵或雜質,整體較為渾濁。再然后,電解鋁的脫硫廢水中含有多種有害化學成分,其主要組成有鉛,汞,鎘等等,這些化學成分危害性極強,對土壤和人體損害極高。最后,電解鋁脫硫廢水中含有大量氯鹽和亞硫酸鹽等,其中氯鹽含量占比要比亞硫酸鹽高許多。

二、脫硫廢水產生的影響因素

電解鋁中使用大量的陽極碳塊,起導電作用的陽極碳塊是電解生產中必不可少的,所以陽極碳塊的質量會對脫硫廢水的產生具有直接影響。在設計能源供應過程中,首先若碳塊原材料的組成成分中硫元素較多,在燃燒時就會產生大量二氧化硫,這就導致二氧化硫受溫度變化液化會直接影響脫硫廢水濃度,即使不發生液化反應,原料中的硫元素過多,也會提升脫硫廢水的硫含量,濃度也會提高。其次,如果在能源供應過程中,陽極碳塊材料成分中,氯元素含量較高,對電解鋁在工作過程中會產生更多的氯元素物質,其危害性較強。為防止損害工作人員生命財產安全和硬件設施的使用壽命,電解鋁會使用脫硫漿液對氯元素進行處理,脫硫漿液中含有大量氯程分,因此會直接提升脫硫廢水的濃度和數量。最后,電解鋁在工藝完成后,未處理雜志和生成的污染性氣體時,會使用石灰石材料,石灰石在使用過程中結構較為脆弱,會分離出大小顆粒,在工作進行時,這些分散的細小顆粒會落入脫硫廢水中,時期內部產生一定化學反應,生成更多的重金屬元素。同時,石灰石成分為碳酸鈣,碳酸鈣是非;钴S,極易發生反應的成分,在含有多種元素的脫硫廢水中,會迅速發生反應,進而促使內部其他成分相互反應,產生更多有害物質。

三、電解鋁脫硫廢水零排放技術工藝

電解鋁脫硫廢水因電解鋁生產工藝的特殊性,電解煙氣不存在高溫煙氣,加上其單位時間內廢水產生量較少(工藝水氯離子不超200mg/L時,單條電解生產線的廢水產量一般不超過1t/h),無法直接借鑒電廠廢水零排放技術,電解鋁脫硫廢水零排放工藝有如下:

1、濃縮蒸發技術

脫硫廢水的固態物質和溶解物主要是以石膏為主的硫酸鹽,其本質和石膏漿液沒有本質區別,只是濃度不同。因此我們對廢水采用濃縮蒸發技術,廢水取自廢水旋流器溢流出口,廢水在蒸發器內利用廠區蒸汽為外部熱源,進行蒸發,氣態水進入大氣,蒸發完剩余的污泥主要成分為石膏等鹽類,經板框壓縮后,可以將其送至石膏庫,與石膏相比,污泥整體量少且主要成分區別不大,不對石膏品質產生明顯影響,因此可以混入石膏一起外運。

適合電解煙氣的常規蒸發技術有:

1)兩效蒸發技術:也可根據需要選擇三效蒸發,三效蒸發技術效果更好,但是投資較多;主要設備就是蒸發器;

2MVR技術:MVR主要運用于蒸發濃縮物料,與傳統的多效蒸發相比,具有節能優勢,目前國內已成功運用在化工廢水零排放、糖醇有機濃縮、制藥中間體濃縮、精餾乏汽利用等方面。主要有MVR膜式蒸發器、MVR強制循環蒸發器、MVR板式蒸發器等;

3)旁路煙氣蒸發技術:旁路蒸發技術主要是利用電解煙氣將濃縮完的廢水進行蒸發的過程,熱源為電解煙氣+外部熱源。電解煙氣溫度較低,因此需要電加熱器等額外熱源。蒸發后產生的灰塵進入除塵器進行捕捉、收集,混入石膏外運。主要設備為霧化塔、引風機、除塵器等。

濃縮蒸發投資較少,造價較低,但是要求廠區有固定熱源(蒸汽或電加熱均可),因此這類處理技術存在一定局限性,在開展前,需要根據電解鋁實際情況明確其是否符合使用條件,如果廠區無固定熱源或電價居高不下時是不適合此方式的,并且對運行中要求較高,操作不當容易引起蒸發器堵塞等問題,影響使用壽命。

2、廢水綜合使用技術

對鋁廠廠區較大或鋁廠處于干燥地區的情況,也可以視具體情況,將處理完的符合國家廢水排放標準的的脫硫廢水混入廠區用水進行使用,做到全廠廢水零排放。處理完的廢水主要是氯離子濃度較高約在15000PPM,其他含固量等都符合排放標準,因此可根據廠區用水功能不同分拆為廠區多處用水。如:場區噴灑或綠化用水,根據用水量多少,可以調節廢水接受量,保證在不影響用水使用點性能的前提下適量添加并消耗脫硫廢水;同時,廢水還可以用來做生產用水、部分生活用水(非飲用水)等。

在日常生產生活過程中,將廢水綜合使用技術應用在電解鋁脫硫廢水零排放處理中,在脫硫廢水合格的前提下,可以保障脫硫廢水中的各種污染物含量符合國家排放標準,混合入生產、生活用水后,不會對工作人員和附近生態環境產生過高的影響,從而保障脫硫廢水可以正常排放到大氣中或固定排放到大氣中,不具有揮發性影響環境。這樣的做法大幅降低了廢水后續處理的費用,同時節約了廠區總用水,為企業未來發展奠定良好的基礎。但廢水綜合應用技術也存在一定缺點,此技術對脫硫廢水處理系統要求較高,要求排放的廢水中除氯離子外,均需滿足國家排放標準,廢水處理產生的污泥輸送至真空皮帶機,同石膏一起脫水進入石膏庫外運。

四、結論

通過對文章的分析和研究得知,在經濟體制不斷改革,電解鋁不斷發展的大背景下,實施脫硫廢水零排放處理技術是必要的,同時也是貫徹可持續發展方針的需要;诖,本文對電解鋁脫硫廢水特點和其生成影響因素進行詳細分析,明確電解鋁脫硫廢水零排放處理技術的工藝原理,幫助工作單位達成工作內容和環境保護之間的平衡,確保在發展經濟的同時,保護環境,從而為電解鋁未來健康平穩發展駕護航。(來源:新疆眾和股份有限公司)

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