專利名稱：一種含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的裝置和工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的裝置和工藝，尤其涉及一種利用膜 法集成技術(shù)對堿性含鋁廢水(擬博水沸石清洗廢液、鋁生產(chǎn)企業(yè)循環(huán)水等)中的鋁離子、鈉 離子等雜質(zhì)進行脫除，同時對廢水中的堿進行濃縮回用的裝置和工藝。
背景技術(shù)：
含鋁廢水主要來自礦山、冶煉、化工、制藥、造紙、紡織、合成橡膠等工藝，其初始危 害濃度為lmg/L ；因其對環(huán)境污染較為嚴重，一般需要進行處理后才能夠排出或回收利用。目前，傳統(tǒng)的處理含鋁廢水的工藝多采用中和外排的方法，中和處理將消耗大量 的酸等化學(xué)品，產(chǎn)生大量廢水，每噸水的處理成本高達數(shù)十元；且不能回用廢水中的堿，造 成大量堿的浪費，使得高純度鋁產(chǎn)品的生產(chǎn)成本很高。另外，隨著國家對污染物排放指標的 控制越來越嚴格，傳統(tǒng)方法處理的外排水達不到允許的排放標準。因此，含鋁廢水的處理已 成為制約企業(yè)發(fā)展的主要因素，尋求新的含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的方法成為鋁制品企 業(yè)的首要任務(wù)和當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，為實現(xiàn)廢水的回收利用、節(jié)能減排、降低污染的目的，本發(fā)明 提供了一種含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的裝置和工藝。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的裝置，包括多效澄清池、填料過濾器、超濾裝 置、高壓膜分離裝置，其中，多效澄清池、填料過濾器、超濾裝置、高壓膜分離裝置依次連接， 所述連接為管路連接。所述管路連接為所屬技術(shù)領(lǐng)域的一種公知、常規(guī)連接，在此不再贅述。一種含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的工藝，包括以下步驟(1)將含鋁廢水降溫至40°C以下，然后加入高分子絮凝劑和助凝劑，如聚合硫酸 鐵(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)、殺菌劑等，使含鋁廢水中的懸浮物和部分有害離子經(jīng)過物 理-化學(xué)反應(yīng)，形成可去除的大顆粒懸浮物，然后通過自然沉淀或壓縮沉淀予以去除；(2)對上述處理后的含鋁廢水進行深層過濾，除去在步驟(1)中尚未完全沉降的 細小顆粒、懸浮物、大部分的膠體等雜質(zhì)，從而保證其出水SDI15 ≤5 ；(3)上述處理后，對含鋁廢水進行超濾處理，以截留水中膠體大小的顆粒和懸浮 物；(4)超濾處理后，通過分離膜對含鋁廢水進行濃縮分離，透不過分離膜的含鋁廢水 成為濃縮液，其主要成分為全堿，可以回到生產(chǎn)中進行重復(fù)循環(huán)，能夠大幅度降低堿耗；透 過分離膜的含鋁廢水成為透過液，雜質(zhì)離子的脫除率可達98%以上；含鋁廢水經(jīng)上述處理后，產(chǎn)水品質(zhì)高，可回收利用；濃水經(jīng)簡單處理即可回收其有 效成分，基本達到零排放。
具體步驟如下(1)將含鋁廢水通過冷卻裝置進行降溫處理，降溫至40°C以下，然后含鋁廢水進 入多效澄清池，通過加藥泵連續(xù)加入聚合硫酸鐵(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)、殺菌劑等，使含 鋁廢水中的懸浮物和部分有害離子經(jīng)過物理-化學(xué)反應(yīng)，形成可去除的大顆粒懸浮物，然 后通過自然沉淀或壓縮沉淀予以去除；(2)上述處理后，含鋁廢水進入帶有不同比重填料的填料過濾器，進行深層過濾， 除去在多效澄清池中尚未完全沉降的細小顆粒、懸浮物、大部分的膠體等雜質(zhì)，從而保證其 出水 SDI15 ( 5 ；(3)上述處理后，含鋁廢水進入超濾裝置，進行超濾處理，以截留水中膠體大小的 顆粒和懸浮物，截留能力在0. 05um以上；(4)上述處理后，含鋁廢水進入高壓膜分離裝置透不過分離膜的含鋁廢水成為 濃縮液，濃縮液含全堿，濃縮倍率為4倍(例如進水全堿為9. 09g/L,濃縮液含堿為39. 92g/ L)，濃縮液可以回到生產(chǎn)線上重復(fù)循環(huán)使用；透過分離膜的含鋁廢水成為透過液，透過液中 的雜質(zhì)離子脫除率達98%以上。所述冷卻裝置為晾水塔。所述多效澄清池具有相應(yīng)的混合區(qū)、反應(yīng)區(qū)、污泥回流及沉淀區(qū)。所述填料過濾器具有均勻的上下布水器、優(yōu)選的填料(石英砂，無煙煤)及高效氣 水擦洗功能。所述超濾裝置易透過相對分子量小于50，000的溶質(zhì)，具有自動清洗功能，采用立 式排列。所述高壓膜分離裝置，為多段平行排列或?qū)毸闻帕校恐毫θ萜骱? 7支 的膜元件，具有內(nèi)部循環(huán)功能，循環(huán)量是進水量的0. 5 10倍，膜分離元件經(jīng)處理后，對鈉 離子有較高的截留率。本發(fā)明所涉及的各裝置的介紹如下多效澄清池是沉淀澄清池在經(jīng)歷了平流沉淀池、斜板沉淀池和機械加速澄清池 之后，綜合研發(fā)出的新型澄清過濾設(shè)施，其工作原理是加入藥劑，使水中的懸浮物和部分 有害離子經(jīng)過物理_化學(xué)反應(yīng)，形成可去除的大顆粒懸浮物，通過自然沉淀、壓縮沉淀過程 予以去除。多效澄清池具有礬花形成快、過濾速度快、處理效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點。填料過濾器是本發(fā)明的膜法處理單元的重要預(yù)處理裝置，它的作用是濾除原水 帶來的細小顆粒、懸浮物、大部分的膠體等雜質(zhì)，從而保證其出水SDI15 (污染指數(shù))< 5 ；該 裝置是利用石英砂、無煙煤兩種濾料來去除原水中的雜質(zhì)，屬于普通快速過濾設(shè)備。超濾裝置超濾裝置用于截留水中膠體大小的顆粒和懸浮物，水和低分子量溶質(zhì) 則允許透過膜，超濾膜的平均孔徑介于反滲透膜與微孔濾膜之間。高壓膜分離裝置利用特殊分離膜元件對特種溶液進行濃縮分離的裝置，特種分 離膜能承受更高的水中離子的要求，以及更高的壓力要求，同時更好的降低運行成本。利用本發(fā)明的雜質(zhì)脫除及堿回用裝置和配套的工藝，可以處理擬博水沸石清洗廢 液中的鋁離子、鈉離子，回收全堿達99%以上，確保系統(tǒng)產(chǎn)水達到高級回用水指標，濃縮液 中的堿度至少濃縮4倍，達到循環(huán)回收，重復(fù)利用的目的。有益效果本發(fā)明涉及的廢水中，鋁離子含量高，濁度大，達不到膜分離設(shè)備的進水要求，對膜的損害大，易造成膜的堵塞和斷絲，減短膜的使用周期?，F(xiàn)有技術(shù)對鋁離子的 脫除效果不明顯。采用本發(fā)明裝置鋁的脫除率可達67% (從0.34g/L到0. llg/L)，濃縮液 的全堿含量高達40g/L以上，全堿的損失量小于1%，最終透過液及濃縮液可以單獨實現(xiàn)回 收利用，達到節(jié)能減排，降低污染的目的。一套產(chǎn)水100噸/小時的處理系統(tǒng)，直接及間接 經(jīng)濟效益近2000萬元/年，投資回收期小于2年。


圖1為本發(fā)明的脫除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、晾水塔；2、多效澄清池；3、水箱；4、填料過濾器；5、超濾裝置；6、高壓膜分
離裝置；7、加藥泵。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。一種含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用裝置，包括多效澄清池2、填料過濾器4、超濾裝 置5、高壓膜分離裝置6，如圖1所示，其中，多效澄清池2、填料過濾器4、超濾裝置5、高壓膜 分離裝置6依次連接，所述連接為管路連接。管路上均設(shè)有水箱3。實施例利用離子脫除裝置處理含鋁廢水的工藝步驟如下(1)將含鋁廢水通過晾水塔1進行降溫處理，降溫至40°C以下，然后含鋁廢水進入 多效澄清池2，通過加藥泵3連續(xù)加入聚合硫酸鐵(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)和殺菌劑等，使 含鋁廢水中的懸浮物和部分有害離子經(jīng)過物理-化學(xué)反應(yīng)，形成可去除的大顆粒懸浮物， 然后通過自然沉淀或壓縮沉淀予以去除；(2)上述處理后，含鋁廢水進入帶有不同比重填料的填料過濾器4，進行深層過 濾，除去在多效澄清池2中尚未完全沉降的細小顆粒、懸浮物、大部分的膠體等雜質(zhì)，從而 保證其出水SDI15彡5 ；(3)上述處理后，含鋁廢水進入超濾裝置5，進行超濾處理，以截留水中膠體大小 的顆粒和懸浮物，截留能力在0. 05um以上；(4)上述處理后，含鋁廢水進入高壓膜分離裝置6 透不過分離膜的含鋁廢水成為 濃縮液，濃縮液可以回到生產(chǎn)線上重復(fù)循環(huán)使用；透過分離膜的含鋁廢水成為透過液，透過 液中的雜質(zhì)含量脫除率達98%以上，鋁的脫除率可達67% (從0.34g/L到0. llg/L)；所得 到的濃縮液含全堿，濃縮倍率為4倍，進水全堿為9. 09g/L，濃縮液含堿為39. 92g/L，全堿的 損失量小于1%。
權(quán)利要求
一種含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的裝置，其特征在于包括多效澄清池、填料過濾器、超濾裝置、高壓膜分離裝置，其中，多效澄清池、填料過濾器、超濾裝置、高壓膜分離裝置依次連接，所述連接為管路連接。
2.一種含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的工藝，其特征在于，包括以下步驟(1)將含鋁廢水降溫至40°C以下，然后加入高分子絮凝劑和助凝劑，使含鋁廢水中的 懸浮物和部分有害離子經(jīng)過物理_化學(xué)反應(yīng)，形成可去除的大顆粒懸浮物，然后通過自然 沉淀或壓縮沉淀予以去除；(2)對上述處理后的含鋁廢水進行深層過濾，除去在步驟(1)中尚未完全沉降的細小 顆粒、懸浮物、大部分的膠體等雜質(zhì)；(3)上述處理后，對含鋁廢水進行超濾處理，以截留水中膠體大小的顆粒和懸浮物；(4)超濾處理后，通過分離膜對含鋁廢水進行濃縮分離，透不過分離膜的含鋁廢水成為 濃縮液，透過分離膜的含鋁廢水成為透過液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的工藝，其特征在于，具體步驟 如下(1)將含鋁廢水通過冷卻裝置進行降溫處理，降溫至40°C以下，然后含鋁廢水進入多 效澄清池，通過加藥泵連續(xù)加入高分子絮凝劑和助凝劑，使含鋁廢水中的懸浮物和部分有 害離子經(jīng)過物理_化學(xué)反應(yīng)，形成可去除的大顆粒懸浮物，然后通過自然沉淀或壓縮沉淀 予以去除；(2)上述處理后，含鋁廢水進入帶有不同比重填料的填料過濾器，進行深層過濾，除去 在多效澄清池中尚未完全沉降的細小顆粒、懸浮物、大部分的膠體等雜質(zhì)，從而保證其出水 SDI15 彡 5 ；(3)上述處理后，含鋁廢水進入超濾裝置，進行超濾處理，以截留水中膠體大小的顆粒 和懸浮物；(4)上述處理后，含鋁廢水進入高壓膜分離裝置透不過分離膜的含鋁廢水成為濃縮 液，濃縮液含全堿，透過分離膜的含鋁廢水成為透過液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的工藝，其特征在于所述冷卻 裝置為晾水塔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的工藝，其特征在于所述超濾 裝置的截留能力在0. 05um以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的裝置，包括多效澄清池、填料過濾器、超濾裝置、高壓膜分離裝置，其中，多效澄清池、填料過濾器、超濾裝置、高壓膜分離裝置依次連接，所述連接為管路連接。本發(fā)明還公開了一種含鋁廢水雜質(zhì)脫除及堿回用的工藝，包括以下步驟(1)將含鋁廢水降溫，然后加入高分子絮凝劑和助凝劑，使懸浮物和部分有害離子形成可去除的大顆粒懸浮物；(2)進行深層過濾；(3)進行超濾處理，以截留水中膠體大小的顆粒和懸浮物；(4)通過分離膜對含鋁廢水進行濃縮分離，透不過分離膜的含鋁廢水成為濃縮液，透過分離膜的含鋁廢水成為透過液。采用本發(fā)明裝置處理含鋁廢水可達到節(jié)能減排，降低污染的目的。
文檔編號C02F9/04GK101993160SQ20101051352
公開日2011年3月30日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者權(quán)秋紅 申請人:山東聊城倍杰特環(huán)保工程設(shè)計有限公司