专利名称：一种富水氢氧化铝污泥的处理方法
技术领域：
本发明属于一种富水氢氧化铝污泥的处理方法，具体地说涉及一种利用冷冻融解和流化干燥集成技术对富水氢氧化铝污泥的处理方法。
背景技术：
随着炼铝与铝材加工工业的迅猛发展，在铝业型材加工氧化着色过程中要排出大量的含水量约90％的富水氢氧化铝絮凝状胶体污泥，不仅使铝资源造成浪费，而且也没有一个合适的处理方式，还会引起更严重的二次污染。目前来说，这些富水氢氧化铝污泥仍沿用制备铝系列净水剂或挖坑填埋的两种传统处理方式。第一种方式制备的铝系列净水剂会导致在处理过程中使水中铝含量的增加与超标，被人过量摄入后会引起脑组织受损、甲亢、骨质硬化、老年性痴呆症等，严重地影响着人类的健康与生存，同时也会引起鱼类的中毒与致死；因此，许多发达国家早已对饮用水的铝含量作了严格＜0.05mg/L的规定，我国在2000年才首次提出＜0.2mg/L的标准。第二种填埋的方式，更是潜在的铝污染源，铝将不可避免地渗入江河或地下水，必然会对环境造成更大的污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效脱水、无污染的利用冷冻融解和流化干燥集成技术对富水氢氧化铝污泥的处理方法。
本发明的目的是这样实现的第一阶段—冷冻融解阶段富水污泥在-10℃～-30℃冷冻环境温度条件下，污泥内部以不同形式存在的非纯水分将经历冷却、相变与深冷三个阶段。其中相变阶段为由起始冻结温度到终结冻结温度之间的阶段，即冻结温度范围。由于污泥表层温度更低首先结冰，而后在蒸气压差(水＞冰)的作用下内层水向冰晶移动，形成较大冰晶，同时颗粒被排挤逐渐向内层移动并相互凝集发生粗大化，直至污泥全部凝固则相变结束。污泥冻结程度的重要控制指标就是使污泥达到其液相完全转变为固相时的终结冻结温度。因此需根据富水氢氧化铝污泥的特性，首先要实验确定其起始冻结温度、终结冻结温度与相变温度范围，然后在污泥内层最高温度达到略过终结冻结温度时结束冻结，从工业实际和节省操作费用出发，这一冻结过程可将薄层污泥连续置于一多流程多段不锈钢输送传送带冻结装置内停留30分钟～60分钟内完成。然后在最后一段被刮刀剥离后送入常温水融解槽中进行冻结污泥的融解脱水过程，此时冻结污泥的冰层逐渐融解为水溶液，污泥中已被冻结产生粗大化的固体颗粒氢氧化铝凝聚体及自由水被释放出来，此时脱水率可达50％～60％左右，而氢氧化铝污泥不会再返回胶体状态，至此完成了富水氢氧化铝污泥冷冻融解高效脱水与粒子粗大化的目的。在融解槽中被融解污泥的沉淀物可经低真空抽滤或压榨而制成融解氢氧化铝污泥滤饼湿料。
第二阶段—流化干燥阶段融解氢氧化铝污泥滤饼湿料经螺旋加料器或星形加料器送入一多隔板式的惰性料子或终干物料的流化床内与来自工业锅炉或其它工业装置排放的70℃～90℃废热烟气进行直接换热，在30分钟内被干燥为干式氢氧化铝污泥中间产品从流化床带出或溢流收集。流化床中惰性粒子或终干物料的加入起到使湿料破粘、良好流化、载体传热、湿料表面更新和加快干燥速率的促进作用。流化床中多隔板的设置系根据床中原料的湿度来灵活调节不同隔板区中的干燥程度以提高总的干燥效率。流化床的干燥介质70℃～90℃废热烟气的应用使工业生产装置中的排放废热得到充分而又合理的利用，达到节能降耗，使操作总费用降低的作用。
本发明的处理方法包括如下步骤(1)将富水氢氧化铝污泥滚压成薄片后进入一冷冻温度为-10℃～-30℃的多流程多段传送带式冻结装置，进行冷冻30-60分种；(2)冷冻后的富水氢氧化铝污泥被剥离后进入常温水融解槽进行脱水，并经低真空过滤或压榨制得融解污泥滤饼湿料；(3)将湿料进入流化床内，在70℃～90℃的工业废气作用下进行干燥30～60分钟，制得干式氢氧化铝污泥产品。
如上所述的冷冻装置至少是两流程两段传送带组成的冷冻装置。
如上所述的流化床是多隔板热载体流化床干燥器。
如上所述的流化床内采用惰性粒子或干式污泥产品作为热载体。
本发明的具有如下优点(1)利用污泥冷冻融解的最大特点，与传统蒸发干燥相比，水的凝固热仅为蒸发热的1/6.8，比传统烘干技术处理等量污泥要明显节能。
(2)污泥冷冻过程利用水冰之间蒸气压差的推动力，可将污泥的外部水、内部水与间隙水脱除，使脱水效果提高；同时，污泥颗粒相互凝集发生粗大化而又被脱色增白，即使在融解过程中也不会返回胶体状态。
(3)污泥冷冻很容易采用薄层分布在一冷冻温度-15℃，冷冻时间30-60min的多流程多段带式冻结装置内完成，多流程多段带式既可节省冷冻空间，结构紧凑，同时又操作容易，经济合理。
(4)融解污泥滤饼湿料的流化干燥是利用工业生产装置的70℃～90℃废热烟气来完成，这些余热的合理与充分利用优化了能量循环与降低总生产成本。
(5)流化床中采用惰性粒子或终结干料作为热的载体不仅可使湿料破粘并产生良好的流化，而且又加速湿料表面更新以提高其干燥速率，在30min内干燥阶段即可完成。
(6)多隔板流化床中多隔板的设置可根据不同湿度的湿料进行灵活调节隔板区中的干燥程度以提高总的干燥效率。
(7)冷冻融解—流化干燥有效的集成与组合是科学地利用了水—冰之间物理性能的巨大差异，根据节能降耗的优化原则，首次提出用于富水氢氧化铝污泥的处理过程。
具体实施例方式实施例1含水90％富水Al(OH)3污泥先被滚压成薄片落入冷冻环境温度为-15℃的多流程多段不锈钢传送带式冻结装置中的第一段传送带上，在向前传送过程中表而发生冻结，而后在传送带终端又被刮刀剥离落入反向传送的第二传送带上，污泥被更新的表面又在第二段传送过程中冻结，如此反复循环40分钟时从最终传送带末端被刮刀剥离后排出该冻结装置，排出的冻结污泥被传送入常温水融解槽，经融解脱水约50～60％后的污泥沉淀物从槽底流出，用泥浆泵打入压滤机被压成污泥滤饼湿料；然后该污泥滤饼湿料用螺旋加料器供入多隔板热载体流化干燥器中被来自工业装置排出的70℃～90℃的废烟气余热所干燥，流化床中的热载体为惰性粒子砂粒或终干物料，湿料经30min干燥后从流化床旁边溢流而出即为合格的干式Al(OH)3中间产品(含水＜15％)，可作为产品销售或进一步锻烧为Al2O3，又成为铝电解冶炼的原料，从而完成了这一系统的铝的绿色循环。
权利要求
1.一种富水氢氧化铝污泥的处理方法，其特征在于处理方法包括如下步骤(1)将富水氢氧化铝污泥滚压成薄片后进入一冷冻温度为-10℃～-30℃的多流程多段传送带式冻结装置，进行冷冻30-60分种；(2)冷冻后的富水氢氧化铝污泥被剥离后进入常温水融解槽进行脱水，并经低真空过滤或压榨制得融解污泥滤饼湿料；(3)将湿料进入流化床内，在70℃～90℃的工业废气作用下进行干燥30～60分钟，制得干式氢氧化铝污泥产品。
2.如权利要求1所述的一种富水氢氧化铝污泥的处理方法，其特征在于所述的冷冻装置至少是两流程两段传送带组成的装置。
3.如权利要求1所述的一种富水氢氧化铝污泥的处理方法，其特征在于所述的流化床是多隔板热载体流化床干燥器。
4.如权利要求1所述的一种富水氢氧化铝污泥的处理方法，其特征在于所述的流化床内采用惰性粒子或干式污泥产品作为热载体。
全文摘要
一种富水氢氧化铝污泥的处理方法，将富水氢氧化铝污泥滚压成薄片后进入一冷冻温度为－10℃～－30℃下的多流程多段传送带式冻结装置，冷冻30分钟～60分钟；冷冻后的富水氢氧化铝污泥被剥离后进入常温水融解槽进行脱水，并经低真空过滤或压榨制得融解污泥滤饼湿料；将湿料进入多隔板热载体流化床内，在70℃～90℃的工业废气作用下进行干燥30－60分钟，制得干式氢氧化铝污泥产品。本发明具有操作容易，耗能少，成本低，无污染等特点。
文档编号C02F11/20GK1398800SQ0210061
公开日2003年2月26日 申请日期2002年1月25日 优先权日2002年1月25日
发明者张济宇, 唐凤翔, 万晋 申请人:福州大学