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电解铝厂含氟废水处理工艺
作者:百乐坊网址-百乐坊娱乐 发布日期:2019-10-09 09:37

  本发明属于电解铝厂生产废水处理技术领域,具体涉及一种用于电解铝厂含氟废水处理的工艺,采用“预处理+除氟过滤”的组合工艺,预处理采用混合、絮凝、沉淀、砂滤工艺,除氟过滤介质采用活性百乐坊网址氧化铝,可将含氟废水处理达标,满足环保要求。

  权利要求书

  1.一种用于电解铝厂含氟废水处理的工艺,其特征在于:针对电解铝厂生产废水,采用“预处理+除氟过滤”的组合工艺,将废水含氟量处理到5mg/L以下,满足环保要求,具体步骤如下:

  (1)预处理:包括混合、絮凝、沉淀、砂滤四个单元;电解铝厂含氟生产废水经过提升进入混合单元,混合单元的混合时间为10~30s;混合后,废水进入絮凝单元,,投加助凝剂并采用机械搅拌或水力搅拌,扰动水体产生速度梯度或涡旋,促使颗粒相互碰撞聚结;经混合、絮凝后,水中悬浮物已形成粒径较大的絮凝体,在沉淀单元内经过沉淀,悬浮物颗粒利用重力从水中分离出来;最后进入砂滤单元,采用石英砂粒状滤料截留水中悬浮颗粒,从而进一步降低水的浊度;

  (2)除氟过滤:除氟过滤介质采用活性氧化铝,步骤(1)砂滤出水进入活性氧化铝过滤罐,采用活性氧化铝对水中的氟进行置换过滤,达标后排放。

  2.根据权利要求1所述的用于电解铝厂含氟废水处理的工艺,其特征在于:步骤(1)中所述混合、絮凝中使用的混凝剂、助凝剂分别为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺,投加量视原水悬浮物浓度而定;聚合氯化铝的投加量为100~300mg/L,聚丙烯酰胺的投加量为5~10mg/L。

  3.根据权利要求1所述的用于电解铝厂含氟废水处理的工艺,其特征在于:步骤(1)中所述沉淀采用斜管沉淀,液面负荷视原水具体水质参数而定,取值为5~10m3/m2·h。

  4.根据权利要求1所述的用于电解铝厂含氟废水处理的工艺,其特征在于:步骤(1)中所述砂滤采用石英砂过滤,滤速视原水具体水质参数而定,取值为8~10m/h。

  5.根据权利要求1所述的用于电解铝厂含氟废水处理的工艺,其特征在于:步骤(2)除氟过滤采用活性氧化铝过滤,滤速视原水具体水质参数而定,取值为1.0~2.0m/h;活性氧化铝吸附剂失效后,用硫酸铝溶液作为再生剂对活性氧化铝进行再生,恢复活性氧化铝的吸附能力,再生液配置浓度为1~2%。

  说明书

  一种用于电解铝厂含氟废水处理的工艺

  技术领域

  本发明属于电解铝厂生产废水处理技术领域,具体涉及一种用于电解铝厂含氟废水处理的工艺。

  背景技术

  本发明公开了一种用于电解铝厂含氟废水处理的新装置。氟是电解铝企业比较普遍的特征污染物。电解铝生产采用熔盐电解法,生产所需的原材料为氧化铝和氟化盐。在电解的过程中,部分氟化物会随电解烟气挥发出去,并在电解厂区散落。一部分散落的氟化物会进入厂区循环水系统,并最终进入废水处理站,一部分散落的氟化物会被雨水冲刷进入厂区初期雨水收集池,最终同样进入废水处理站。所以,电解铝厂的废水中往往有一定的氟含量。

  如果有人工作、生活在氟的污染区,摄入氟过量,就会在人体中富集,造成对人体健康的严重危害。动物通过空气、水和饲料摄入氟,动物体内摄入过量的氟,就会影响其生长和发育。植物吸收过量的氟,严重时造成植物枯死,影响农作物生长,甚至减产或颗粒无收。

  电解铝厂的废水中往往含有一定量的氟,约为20-10mg/L,根据《铝工业污染物排放标准》GB 25465-2010可知,新建企业污水排放氟化物(以F计)最大允许值为5mg/L。

  利用本发明的工艺流程,可以有效去除废水中的氟化物,使生产废水达标排放,满足环保要求。

  一般情况,废水含氟浓度高时可采用钙盐沉淀法,即石灰沉淀法。石灰沉淀法是处理高浓度含氟废水的经典工艺,利用钙离子和氟离子生成CaF2沉淀而去除氟离子。石灰价格便宜且处理方法简单,但存在处理效果较差,出水氟离子浓度难以达标,石灰有效利用率低等问题。主要原因是石灰溶解度低,一般以石灰乳的形式投加,生成的CaF2沉淀包裹在石灰颗粒外表面,使石灰不能进一步溶解,在溶液中难以提供足量的钙离子。氟化钙在25℃的溶度积常数Ksp=3.98×10-11,按化学计量数Ca/F摩尔比为2:1时,氟离子平衡浓度为8.17mg/L。但在实际废水中,存在其他的阴离子,如Cl-、NO3-、SO42-等,会增加氟化钙在水中的溶解度。因此,根据同离子效应,若要获得较低的氟离子浓度(<8.18mg/L),需要投加过量的钙盐沉淀剂。但在实际废水处理过程中,即使投加过量的石灰,由于其他影响因素的存在,出水氟离子浓度只能降低到15~20mg/L左右。

  发明内容

  电解铝厂生产废水一般SS(固体悬浮物suspend solid)为100~500mg/L,氟含量约为20-10mg/L,为了解决上述技术问题,解决石灰沉淀法除氟工艺无法达到排放标准5mg/L的弊端,本发明提供了一种用于电解铝厂含氟废水处理的工艺,主要针对氟化物的去除,采用“预处理+除氟过滤”的组合工艺,将废水含氟量处理到5mg/L以下,满足环保要求。

  具体技术方案如下:

  一种用于电解铝厂含氟废水处理的工艺,针对电解铝厂生产废水,采用“预处理+除氟过滤”的组合工艺,将废水含氟量处理到5mg/L以下,满足环保要求,具体步骤如下:

  (1)预处理:包括混合、絮凝、沉淀、砂滤四个单元;电解铝厂含氟生产废水经过提升进入混合单元,混合单元的混合时间为10~30s;混合后,废水进入絮凝单元,,投加助凝剂并采用机械搅拌或水力搅拌,扰动水体产生速度梯度或涡旋,促使颗粒相互碰撞聚结;经混合、絮凝后,水中悬浮物已形成粒径较大的絮凝体,在沉淀单元内经过沉淀,悬浮物颗粒利用重力从水中分离出来;最后进入砂滤单元,采用石英砂粒状滤料截留水中悬浮颗粒,从而进一步降低水的浊度;

  (2)除氟过滤:除氟过滤介质采用活性氧化铝,步骤(1)砂滤出水进入活性氧化铝过滤罐,采用活性氧化铝对水中的氟进行置换过滤,达标后排放。

  步骤(1)中所述混合、絮凝中使用的混凝剂、助凝剂分别为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺,投加量视原水悬浮物浓度而定;聚合氯化铝的投加量为100~300mg/L,聚丙烯酰胺的投加量为5~10mg/L。

  步骤(1)中所述沉淀采用斜管沉淀,液面负荷视原水具体水质参数而定,取值为5~10m3/m2·h。

  步骤(1)中所述砂滤采用石英砂过滤,滤速视原水具体水质参数而定,取值为8~10m/h。

  步骤(2)除氟过滤采用活性氧化铝过滤,滤速视原水具体水质参数而定,取值为1.0~2.0m/h;活性氧化铝吸附剂失效后,用硫酸铝溶液作为再生剂对活性氧化铝进行再生,恢复活性氧化铝的吸附能力,再生液配置浓度为1~2%。

  与现有技术相比,本发明具有如下有益技术效果:

  本发明主要针对氟化物的去除,采用“预处理+除氟过滤”的组合工艺,将废水含氟量处理到5mg/L以下,满足环保要求。

  预处理阶段包括混合、絮凝、沉淀、砂滤四个单元,进一步降低水的浊度。除氟过滤阶段采用活性氧化铝对水中的氟进行置换过滤,活性氧化铝是白色颗粒状多孔吸附剂,有较大的比表面积,是除氟比较经济有效的方法。活性氧化铝是两性物质,等电点约在9.5,当水的pH值小于9.5时可吸附阴离子,大于9.5时可去除阳离子。因此,在酸性溶液中活性氧化铝为阴离子交换剂,对氟有极大的选择性。活性氧化铝使用前可用硫酸铝溶液活化再生,使转化成为硫酸盐型,反应如下:

  (Al2O3)n·2H2O+SO42-→(Al2O3)n·H2SO4+2OH-

  除氟时的反应为:

  (Al2O3)n·H2SO4+2F-→(Al2O3)n·2HF+SO42-

  活性氧化铝失去除氟能力后,可用1%-2%的硫酸铝溶液再生:

  (Al2O3)n·2HF+SO42-→(Al2O3)n·H2SO4+2F-

  每克活性氧化铝所能吸附氟的重量,一般为1.2~4.5mg,它取决于原水的氟浓度、pH值、活性氧化铝的颗粒大小等。活性氧化铝滤料为白色或微红色小球状颗粒,单层滤料填充高度1800mm。滤料不均匀系数K80≤2。承托层为卵石分层布置,高度400mm。

  本发明除氟效果好,本工艺流程出水可满足相关排放标准,符合环保要求。此外,废水处理流程相对简单,可操作性强,且通过再生处理活性氧化铝可反复使用。

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