氧化鋁廢水“零排放”

氧化鋁廢水“零排放”探討論文名稱：氧化鋁廢水“零排放”探討

作者：李桂賢鄧邦慶柳健康

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”的實施進行了闡述。

關(guān)鍵字：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)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“一控雙達標(biāo)”（即所有企業(yè)污染物的排放必須在2000年底實現(xiàn)達標(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廢水的來源及特征子浮淡氧幼化誼鋁千廠凱外贈排宜廢犁水牌主其要扛來好源親于伍生廉活喂污解水場（隔澡蔑堂診、永廁種所閃、揮宿暢舍竿、恩辦賤公耕室匆排挎水準(zhǔn)）蛙、刮生記產(chǎn)愉廢剝水少（盲沖直洗松地塘坪稻、甜設(shè)蛛備扯等欠）玉、出設(shè)床備傷冷跟卻浩水胡、圣雨芬排胖水繼、凈外側(cè)單慚位鳳排陶水懷（溫?zé)岣呻娍祻S形軟蹤水境站朵排沃水鴿及栽沖慣灰卻渣停水造、共輕禍研輸所腎排濃水醫(yī)等腫）卵、脊工洽藝恐管扒道慘及遍設(shè)拖備圾的溜跑丘、號冒掩、垃滴管、潮漏磁等定；煩具將有誘總則排完水糟量萍大評、作不姿穩(wěn)償定修的浙特畢點逮（燕見優(yōu)表鼻1晨）芝；侄其給主探要渴污跪染墓因斷子酷為已懸鑒浮兼物冒（物2下0繡0鐮～明5駐0珠0還m瞇g撓/紐l炸）遷；三堿緒（糞P于H救值異達都8挺～沒1詢2招）胞。福表11990～1997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/t2506216821082228158018961640898殃3敵虜技攤術(shù)姥改樹造般方移案示實毒施弦畏腿本撤課戚題嶄是綁一宰項講綜扣合由性像的胖技曠術(shù)勵開縫發(fā)得項椒目詳，截其栽設(shè)蜓計嘴思獅路罪為酬：曲（致1吹）放治潑理頂污飾染跨源啦，偉對輝重查點峽車葛間嗽設(shè)犁備應(yīng)進巧行紙防貢跑隙堿償改脫造丈，時以研降式低少廢紅水協(xié)含逢堿授濃法度并；缸（咽2質(zhì)）省對池水京質(zhì)頭要昌求僻高熟的境設(shè)艘備圍冷惱卻趣水裁，敲采賄用盡自汪身氏循高環(huán)業(yè)，頌以雹減曬少笛廢倆水材排剝放托量眼；隸而猛對抹水碌質(zhì)鐘要技求弱不逃高泉的煎設(shè)具備鏈冷留卻奶水予、滑有潔條春件喂的謀生昏產(chǎn)童用慕水鋤點軟等賴，排全蓬部溪使圓用帳再揀生搜水襖代占替忍工側(cè)業(yè)胃新戒水麻；詠（格3皮）僻充趙分降利香用除赤柿泥值回蘭水峽、辮蒸痰發(fā)嗚壞侮水手代菌替奇工檢業(yè)慧新少水仔，筆并蓄保喇證杜赤場泥諸回疤水荒量皺≥弊赤雄泥烤附資液坡量醉；修（械4繪）爹根痰據(jù)鐮生坑產(chǎn)加實發(fā)際寸情懇況斷以就及裝《永貴權(quán)州閣鋁億廠劫工政業(yè)榜用寨水寺標(biāo)火準(zhǔn)交》腎，犧采拘用緊經(jīng)匯濟塑實嗽用堅的感方跡法南進猴行背廢仍水揀處心理惹。

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在污水處理系統(tǒng)的改造中，沉淀池污泥的處置是系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。原設(shè)計對沉淀池污泥投加聚丙烯酸鈉，在濃縮槽中經(jīng)2h沉淀后，送至二赤泥貯槽與赤泥一起送赤泥堆場。但實際運行受二赤泥外排貯槽控制性較差和輸送量不穩(wěn)定等因素的影響，污泥濃縮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性得不到保證。另外，受污泥輸送流程的影響，虹吸泥機時常間斷運行，造成虹吸泥機堵塞，使污水處理系統(tǒng)不能正常工作。為此，對平流沉淀池污泥處置作了如下改造，見圖4。氧化鋁生產(chǎn)過程中，排棄的赤泥，需用熱水(300m3/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)工藝流程有機的結(jié)合起來。運行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因間斷運行造成虹吸管易堵塞的難題.由于簡化了流程，節(jié)省了對污泥濃縮、絮凝沉降、干化等一系列的設(shè)備投資、管理和運行維護費用，達到了污泥處置經(jīng)濟運行的目的，為污水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供了保證；同時在國內(nèi)同行業(yè)中開創(chuàng)了先河，摸索出一條經(jīng)濟處置氧化鋁廢水沉淀污泥的新途徑，具有極高的推廣運用價值。

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年多來虹吸泥機運行正常，沉淀池清池周期明顯延長。

氧化鋁廢水的深度凈化要使氧化鋁廢水達到“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，對再生水進行深度凈化處理。擴建改造后的污水處理系統(tǒng)流程見圖5。3.4開發(fā)利用再生水，提高循環(huán)利用率

從我廠廢水的排放特點來看，要使氧化鋁廢水實現(xiàn)“零排放”，必須消化大量生活污水和外單位排水，因此，大力開發(fā)再生水的使用極其關(guān)鍵。表2工業(yè)新水與再生水水質(zhì)對比項目沉淀池進口沉淀池溢流清水池工業(yè)新水硬度（度）47.1818.657.7411.9PH值8.2998.7959.437.0NT（g/l）0.1130.1680.2380.07從表2看出，經(jīng)沉淀處理后的再生水，除含堿濃度略高外，硬度比工業(yè)新水還小，所以在某些對堿度要求不高的場所，完全可用再生水替代工業(yè)新水，這不僅可以節(jié)約工業(yè)新水用量，還能減緩管道和設(shè)備的結(jié)垢。經(jīng)大量反復(fù)試驗，主要從以下方面進行改造。

完善再生水輸送管道充分利用原有廢棄的工藝物料輸送管道，完善再生水輸送管網(wǎng)改造，形成全廠范圍內(nèi)的再生水樹狀輸水管網(wǎng)布局。安裝2臺再生水中間加壓管道泵。

普通場所的供水改造廁所、各車間地坪沖洗用水、清理車間洗車場沖洗工藝車用水等，全部改為用再生水代替。

再生水用于部分生產(chǎn)設(shè)備泵在氧化鋁工藝生產(chǎn)過程中扮演了極其重要的角色。據(jù)統(tǒng)計我廠僅泵的耗水量就達80～100m3/h，將所有泵的引水全部改用再生水代替工業(yè)新水。

再生水代替工業(yè)新水補水氧化鋁生產(chǎn)過程中，需要大量的堿，用含堿的再生水代替工業(yè)新水，不但節(jié)約工業(yè)新水，還可減少堿的損失，逐步降低再生水的含堿濃度（至少可在一定濃度范圍內(nèi)形成平衡點）。再生水代替工業(yè)新水補水有5種途徑：（1）用于全廠循環(huán)水池、燒成循環(huán)水池補水；（2）用于4#蒸發(fā)循環(huán)水補水；（3）各車間清洗槽、罐、刷車、沖洗濾布等均改用再生水；（4）用于石灰爐濕式電除塵清灰、石灰爐循環(huán)水池補水；（5）用于過濾真空泵循環(huán)水池補水，多品種車間熱水槽補水。

再生水用于洗滌氫氧化鋁由于洗滌氫氧化鋁的熱水，通常是用“新水+蒸汽”制作而成。經(jīng)過試驗改用蒸發(fā)壞水（因蒸發(fā)器串料等影響被污染而含堿的蒸汽冷凝水，水溫約為70℃）和真空泵使用后的再生水（水溫約為40℃），代替原來的新水，這不僅節(jié)約了工業(yè)新水，還充分利用了余熱。該項技術(shù)在國內(nèi)同行業(yè)中尚屬首創(chuàng)。其流程如圖6。此技術(shù)開發(fā)項目于1999年9月實施并運行，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180～220m3/h,達到了完全回收赤泥附液的目的,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)、持久運行，經(jīng)深度凈化后，出水水質(zhì)懸浮物含量≤20mg/l，達到貴州鋁廠工業(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247.39萬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m3140.04271.34429.67520638.54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)境的保護和恢復(fù)。

（3）對保護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結(jié)；

（3）有利于改善周圍環(huán)境，支持地方經(jīng)濟的發(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；