专利名称：一种含铝废水杂质脱除及碱回用的装置和工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含铝废水杂质脱除及碱回用的装置和工艺，尤其涉及一种利用膜 法集成技术对碱性含铝废水(拟博水沸石清洗废液、铝生产企业循环水等)中的铝离子、钠 离子等杂质进行脱除，同时对废水中的碱进行浓缩回用的装置和工艺。
背景技术：
含铝废水主要来自矿山、冶炼、化工、制药、造纸、纺织、合成橡胶等工艺，其初始危 害浓度为lmg/L ；因其对环境污染较为严重，一般需要进行处理后才能够排出或回收利用。目前，传统的处理含铝废水的工艺多采用中和外排的方法，中和处理将消耗大量 的酸等化学品，产生大量废水，每吨水的处理成本高达数十元；且不能回用废水中的碱，造 成大量碱的浪费，使得高纯度铝产品的生产成本很高。另外，随着国家对污染物排放指标的 控制越来越严格，传统方法处理的外排水达不到允许的排放标准。因此，含铝废水的处理已 成为制约企业发展的主要因素，寻求新的含铝废水杂质脱除及碱回用的方法成为铝制品企 业的首要任务和当务之急。
发明内容
针对上述现有技术，为实现废水的回收利用、节能减排、降低污染的目的，本发明 提供了一种含铝废水杂质脱除及碱回用的装置和工艺。本发明是通过以下技术方案实现的一种含铝废水杂质脱除及碱回用的装置，包括多效澄清池、填料过滤器、超滤装 置、高压膜分离装置，其中，多效澄清池、填料过滤器、超滤装置、高压膜分离装置依次连接， 所述连接为管路连接。所述管路连接为所属技术领域的一种公知、常规连接，在此不再赘述。一种含铝废水杂质脱除及碱回用的工艺，包括以下步骤(1)将含铝废水降温至40°C以下，然后加入高分子絮凝剂和助凝剂，如聚合硫酸 铁(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)、杀菌剂等，使含铝废水中的悬浮物和部分有害离子经过物 理-化学反应，形成可去除的大颗粒悬浮物，然后通过自然沉淀或压缩沉淀予以去除；(2)对上述处理后的含铝废水进行深层过滤，除去在步骤(1)中尚未完全沉降的 细小颗粒、悬浮物、大部分的胶体等杂质，从而保证其出水SDI15 ≤5 ；(3)上述处理后，对含铝废水进行超滤处理，以截留水中胶体大小的颗粒和悬浮 物；(4)超滤处理后，通过分离膜对含铝废水进行浓缩分离，透不过分离膜的含铝废水 成为浓缩液，其主要成分为全碱，可以回到生产中进行重复循环，能够大幅度降低碱耗；透 过分离膜的含铝废水成为透过液，杂质离子的脱除率可达98%以上；含铝废水经上述处理后，产水品质高，可回收利用；浓水经简单处理即可回收其有 效成分，基本达到零排放。
具体步骤如下(1)将含铝废水通过冷却装置进行降温处理，降温至40°C以下，然后含铝废水进 入多效澄清池，通过加药泵连续加入聚合硫酸铁(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)、杀菌剂等，使含 铝废水中的悬浮物和部分有害离子经过物理-化学反应，形成可去除的大颗粒悬浮物，然 后通过自然沉淀或压缩沉淀予以去除；(2)上述处理后，含铝废水进入带有不同比重填料的填料过滤器，进行深层过滤， 除去在多效澄清池中尚未完全沉降的细小颗粒、悬浮物、大部分的胶体等杂质，从而保证其 出水 SDI15 ( 5 ；(3)上述处理后，含铝废水进入超滤装置，进行超滤处理，以截留水中胶体大小的 颗粒和悬浮物，截留能力在0. 05um以上；(4)上述处理后，含铝废水进入高压膜分离装置透不过分离膜的含铝废水成为 浓缩液，浓缩液含全碱，浓缩倍率为4倍(例如进水全碱为9. 09g/L,浓缩液含碱为39. 92g/ L)，浓缩液可以回到生产线上重复循环使用；透过分离膜的含铝废水成为透过液，透过液中 的杂质离子脱除率达98%以上。所述冷却装置为晾水塔。所述多效澄清池具有相应的混合区、反应区、污泥回流及沉淀区。所述填料过滤器具有均勻的上下布水器、优选的填料(石英砂，无烟煤)及高效气 水擦洗功能。所述超滤装置易透过相对分子量小于50，000的溶质，具有自动清洗功能，采用立 式排列。所述高压膜分离装置，为多段平行排列或宝塔形排列，每支压力容器含有2 7支 的膜元件，具有内部循环功能，循环量是进水量的0. 5 10倍，膜分离元件经处理后，对钠 离子有较高的截留率。本发明所涉及的各装置的介绍如下多效澄清池是沉淀澄清池在经历了平流沉淀池、斜板沉淀池和机械加速澄清池 之后，综合研发出的新型澄清过滤设施，其工作原理是加入药剂，使水中的悬浮物和部分 有害离子经过物理_化学反应，形成可去除的大颗粒悬浮物，通过自然沉淀、压缩沉淀过程 予以去除。多效澄清池具有矾花形成快、过滤速度快、处理效率高、出水水质好等优点。填料过滤器是本发明的膜法处理单元的重要预处理装置，它的作用是滤除原水 带来的细小颗粒、悬浮物、大部分的胶体等杂质，从而保证其出水SDI15 (污染指数)< 5 ；该 装置是利用石英砂、无烟煤两种滤料来去除原水中的杂质，属于普通快速过滤设备。超滤装置超滤装置用于截留水中胶体大小的颗粒和悬浮物，水和低分子量溶质 则允许透过膜，超滤膜的平均孔径介于反渗透膜与微孔滤膜之间。高压膜分离装置利用特殊分离膜元件对特种溶液进行浓缩分离的装置，特种分 离膜能承受更高的水中离子的要求，以及更高的压力要求，同时更好的降低运行成本。利用本发明的杂质脱除及碱回用装置和配套的工艺，可以处理拟博水沸石清洗废 液中的铝离子、钠离子，回收全碱达99%以上，确保系统产水达到高级回用水指标，浓缩液 中的碱度至少浓缩4倍，达到循环回收，重复利用的目的。有益效果本发明涉及的废水中，铝离子含量高，浊度大，达不到膜分离设备的进水要求，对膜的损害大，易造成膜的堵塞和断丝，减短膜的使用周期。现有技术对铝离子的 脱除效果不明显。采用本发明装置铝的脱除率可达67% (从0.34g/L到0. llg/L)，浓缩液 的全碱含量高达40g/L以上，全碱的损失量小于1%，最终透过液及浓缩液可以单独实现回 收利用，达到节能减排，降低污染的目的。一套产水100吨/小时的处理系统，直接及间接 经济效益近2000万元/年，投资回收期小于2年。
图1为本发明的脱除装置的结构示意图。其中，1、晾水塔；2、多效澄清池；3、水箱；4、填料过滤器；5、超滤装置；6、高压膜分
离装置；7、加药泵。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。一种含铝废水杂质脱除及碱回用装置，包括多效澄清池2、填料过滤器4、超滤装 置5、高压膜分离装置6，如图1所示，其中，多效澄清池2、填料过滤器4、超滤装置5、高压膜 分离装置6依次连接，所述连接为管路连接。管路上均设有水箱3。实施例利用离子脱除装置处理含铝废水的工艺步骤如下(1)将含铝废水通过晾水塔1进行降温处理，降温至40°C以下，然后含铝废水进入 多效澄清池2，通过加药泵3连续加入聚合硫酸铁(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)和杀菌剂等，使 含铝废水中的悬浮物和部分有害离子经过物理-化学反应，形成可去除的大颗粒悬浮物， 然后通过自然沉淀或压缩沉淀予以去除；(2)上述处理后，含铝废水进入带有不同比重填料的填料过滤器4，进行深层过 滤，除去在多效澄清池2中尚未完全沉降的细小颗粒、悬浮物、大部分的胶体等杂质，从而 保证其出水SDI15彡5 ；(3)上述处理后，含铝废水进入超滤装置5，进行超滤处理，以截留水中胶体大小 的颗粒和悬浮物，截留能力在0. 05um以上；(4)上述处理后，含铝废水进入高压膜分离装置6 透不过分离膜的含铝废水成为 浓缩液，浓缩液可以回到生产线上重复循环使用；透过分离膜的含铝废水成为透过液，透过 液中的杂质含量脱除率达98%以上，铝的脱除率可达67% (从0.34g/L到0. llg/L)；所得 到的浓缩液含全碱，浓缩倍率为4倍，进水全碱为9. 09g/L，浓缩液含碱为39. 92g/L，全碱的 损失量小于1%。
权利要求
一种含铝废水杂质脱除及碱回用的装置，其特征在于包括多效澄清池、填料过滤器、超滤装置、高压膜分离装置，其中，多效澄清池、填料过滤器、超滤装置、高压膜分离装置依次连接，所述连接为管路连接。
2.一种含铝废水杂质脱除及碱回用的工艺，其特征在于，包括以下步骤(1)将含铝废水降温至40°C以下，然后加入高分子絮凝剂和助凝剂，使含铝废水中的 悬浮物和部分有害离子经过物理_化学反应，形成可去除的大颗粒悬浮物，然后通过自然 沉淀或压缩沉淀予以去除；(2)对上述处理后的含铝废水进行深层过滤，除去在步骤(1)中尚未完全沉降的细小 颗粒、悬浮物、大部分的胶体等杂质；(3)上述处理后，对含铝废水进行超滤处理，以截留水中胶体大小的颗粒和悬浮物；(4)超滤处理后，通过分离膜对含铝废水进行浓缩分离，透不过分离膜的含铝废水成为 浓缩液，透过分离膜的含铝废水成为透过液。
3.根据权利要求2所述的含铝废水杂质脱除及碱回用的工艺，其特征在于，具体步骤 如下(1)将含铝废水通过冷却装置进行降温处理，降温至40°C以下，然后含铝废水进入多 效澄清池，通过加药泵连续加入高分子絮凝剂和助凝剂，使含铝废水中的悬浮物和部分有 害离子经过物理_化学反应，形成可去除的大颗粒悬浮物，然后通过自然沉淀或压缩沉淀 予以去除；(2)上述处理后，含铝废水进入带有不同比重填料的填料过滤器，进行深层过滤，除去 在多效澄清池中尚未完全沉降的细小颗粒、悬浮物、大部分的胶体等杂质，从而保证其出水 SDI15 彡 5 ；(3)上述处理后，含铝废水进入超滤装置，进行超滤处理，以截留水中胶体大小的颗粒 和悬浮物；(4)上述处理后，含铝废水进入高压膜分离装置透不过分离膜的含铝废水成为浓缩 液，浓缩液含全碱，透过分离膜的含铝废水成为透过液。
4.根据权利要求3所述的含铝废水杂质脱除及碱回用的工艺，其特征在于所述冷却 装置为晾水塔。
5.根据权利要求3所述的含铝废水杂质脱除及碱回用的工艺，其特征在于所述超滤 装置的截留能力在0. 05um以上。
全文摘要
本发明公开了一种含铝废水杂质脱除及碱回用的装置，包括多效澄清池、填料过滤器、超滤装置、高压膜分离装置，其中，多效澄清池、填料过滤器、超滤装置、高压膜分离装置依次连接，所述连接为管路连接。本发明还公开了一种含铝废水杂质脱除及碱回用的工艺，包括以下步骤(1)将含铝废水降温，然后加入高分子絮凝剂和助凝剂，使悬浮物和部分有害离子形成可去除的大颗粒悬浮物；(2)进行深层过滤；(3)进行超滤处理，以截留水中胶体大小的颗粒和悬浮物；(4)通过分离膜对含铝废水进行浓缩分离，透不过分离膜的含铝废水成为浓缩液，透过分离膜的含铝废水成为透过液。采用本发明装置处理含铝废水可达到节能减排，降低污染的目的。
文档编号C02F9/04GK101993160SQ20101051352
公开日2011年3月30日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者权秋红 申请人:山东聊城倍杰特环保工程设计有限公司