专利名称：含铝废水用作循环冷却水的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及废水处理和清洁生产的工艺，尤其是涉及含铝废水用作循环冷却水系统的补充水的方法和设备。
背景技术：
对于整个社会，工业一直是城市用水的大户，在中国，每年的工业用水量约为1100 亿m3，其中工业循环冷却水直接以自来水作为补充水，约占工业用水量的70%，这给本来就紧张的水资源增加了很大的压力。因此，寻找循环冷却水除自来水之外的第二水源对于节水的意义非常重大。现有技术中，将废水回用至循环冷却水系统多采用膜技术对废水进行前处理，但实际工程应用经验得知，采用膜技术成本大，且膜的使用寿命短，运行维护成本高。因此，期望寻找一种既能使用废水作为循环冷却水，又不需要高昂的前处理成本的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种含铝废水用作循环冷却水的方法和设备。含铝废水通常包含铝离子、以及一些有机物，传统上将其中的铝离子和有机物去除，达到排放标准后排放。由于铝离子的絮凝作用，且极易沉降，以及有机物的存在对于水循环非常不利，使得无法将含铝废水作为循环冷却水，往往需要复杂的预处理才能作为循环冷却水。但是，本申请的发明人发现将大部分铝离子从废水中去除后，剩余有机物尽管对循环水系统不利，却可以不通过预处理去除，而是在废水在循环水系统循环的过程中间歇性的处理来降低有机物的浓度。因此，本发明提出一种经过简单预处理即可将含铝废水用作循环冷却水的方法。本发明所提出的含铝废水用作循环冷却水的方法，用于处理包含浓度在IOmg/ L-lg/L之间的铝离子以及有机物的含铝废水，该方法包括将废水的pH值调节至7. 5，进行废水中铝离子的混凝，然后使废水经过一过滤器，过滤废水中的混凝后的铝、以及生物粘泥，使废水中的铝含量降至低于:3mg/L。这样，即可将过滤后的废水输入循环冷却水系统，并且在向循环冷却水系统注入臭氧进行水处理，以降解水中的有机物，使水质满足冷却水系统的要求。本发明所提出的含铝废水用作循环冷却水的设备，包括pH值调节器、过滤器、冷却塔以及臭氧水发生器。PH值调节器输入该含铝废水，将废水的pH值调节至7. 5，进行废水中铝离子的混凝。过滤器连接该PH值过滤器，过滤废水中的混凝后的铝、以及生物粘泥，使废水中的铝含量降至低于:3mg/L。冷却塔连接该过滤器，输入过滤后的废水作为补充水，其中该冷却塔是包含在循环冷却水系统中。臭氧水发生器向该冷却塔注入臭氧进行水处理， 以降解水中的有机物。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，既避免了废水直接排放，又可避免实现废水回用所需的复杂预处理，因此对于节约水资源和能源具有十分显著的意义。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明，其中图1示出本发明一实施例的含铝废水用作循环冷却水的方法流程图。图2示出用以实施的含铝废水用作循环冷却水的设备示意图。图3示出本发明一个具体应用例流程图。
具体实施例方式通常，低含铝废水中主要污染物为铝，含量约为10mg/L-lg/L，其它成分可以含有少量以COD(化学需氧量，浓度低于75mg/L，采用《水和废水监测分析方法》(第四版)的重铬酸钾法检测)衡量的有机物等还原性物质、氨氮(浓度低于:3mg/L)等。其中，因为铝离子具有絮凝作用，且极易沉降，铝离子的存在会造成循环冷却水系统的严重结垢，因此本发明期望降低铝离子的浓度，以减轻或避免这种危害。另外，同样期望去除COD物质和氨氮，以便适合于循环冷却水系统使用。与传统处理方法不同的是，本发明不是在废水进入循环冷却水系统之前进行去除有机物的预处理，而是在循环冷却水系统循环过程中处理有机物。图1示出本发明一实施例的含铝废水用作循环冷却水的方法流程图。图2示出用以实施的含铝废水用作循环冷却水的设备示意图。在此需要指出的是，图1所示的方法并非一定要使用图2所示设备来实施。参照图2所示，该设备的一个实施例包含PH值调节器21、缓冲水箱22、增压泵23、 精密过滤器对、冷却塔25以及臭氧水发生器沈。其中pH值调节器21、缓冲水箱22、增压泵23、精密过滤器M、冷却塔25依次连接。冷却塔25、臭氧水发生器沈同时作为循环冷却水系统的组成部分，与冷水机组27、循环水泵组观组成循环冷却水系统。其中，进入循环冷却水系统的水在冷却塔25、冷水机组27、循环水泵组28之间循环。臭氧水发生器沈可在一个或一个以上注入点，例如冷却塔25中注入一定浓度的臭氧。pH值调节器21调节器典型地由调节池21b和搅拌机21a组成。缓冲水箱22的箱体用于容纳污泥，并在箱体底部设置活动的开口以排出污泥，水箱的出水管位于箱体顶部， 以从顶部排出清液。增压泵23可使废水进入精密过滤器M之前有足够的压力。参照图1所示，首先于步骤Si，向pH值调节器21输入含铝废水，废水中铝离子浓度为10mg/L-lg/L，其它成分可以含有少量COD物质(浓度低于75mg/L)、氨氮(浓度低于 3mg/L)，在pH值调节器21中，将废水的pH值调节至目标pH值7. 5，进行废水中铝离子的混凝。可选地，在步骤S2，使废水经过缓冲水箱22，以使废水中可能含有的固体杂质初步沉淀、排出。然后，在步骤S3，在精密过滤器M过滤废水中的混凝后的铝、以及生物粘泥等，使废水中的铝含量降至低于:3mg/L。此外，COD物质的浓度低于75mg/L、氨氮的浓度低于^ig/ L。这些指标可满足本实施例中描述的循环冷却水系统对水质的要求。因此，在步骤S4，可直接将废水输入冷却塔25作为循环冷却水系统的补充水。此后，废水会作为循环冷却水系统
4的循环水，在冷却塔25、冷水机组27、循环水泵组观之间循环。于步骤S5，在循环过程中， 臭氧水发生器沈会向冷却塔25注入臭氧进行水处理，注入的臭氧通过反馈和自动控制，保持整个循环水体系有0. 01-0. 2mg/L的溶解臭氧残留，以降解水中的COD物质、氨氮等有机物。例如，可通过设于循环冷却水系统各个位置的臭氧浓度传感器检测臭氧浓度，输入给臭氧水发生器沈作为控制臭氧注入量的依据。臭氧同时可对整个循环冷却水系统进行阻垢、 杀菌、缓蚀的有效处理。可见，当上述实施例将简单的预处理与臭氧技术结合后，可以使得原本需要经处理后排放、或者经复杂处理回用的含有少量COD物质(低于75mg/L)、氨氮(低于;3mg/L)、 铝(小于:3mg/L)的废水，可以直接用于循环冷却水系统。下面结合一个实际的应用例说明本发明的方法。某啤酒厂每日产生了大量的碱性含铝洗瓶废水和酸性的酿造废水。目前该厂将两种废水混合，调节PH值后生化处理，处理后的水直接排放到市政废水系统，现有的水处理技术没有实现水的回用，厂方正面对越来越大的用水成本压力，同时由于碱性废水排放量的不稳定，现有工艺还会造成最终处理后的排放水铝含量超过排放水国家标准。参照图3所示，其中步骤S11-S13是废水的原有处理工艺，步骤S14-S18是应用本发明的方法的附加工艺。在步骤S13之后，原有工艺直接排放废水，而采用本发明的方法后，于步骤S14将废水的pH值调节至目标pH值7. 5，进行废水中铝离子的混凝。然后，在步骤S5，在精密过滤器过滤废水中的混凝后的铝、以及生物粘泥等，使废水中的铝含量降至低于:3mg/L。随后在步骤S16，直接将废水输入冷却塔25作为循环冷却水系统的补充水。此后，废水会作为循环冷却水系统的循环水，在冷却塔25、冷水机组27、循环水泵组观之间循环。于步骤S17，在循环过程中，通过臭氧水发生器沈会向冷却塔25注入臭氧进行水处理， 注入的臭氧通过自动控制，保持整个循环水体系有0. 01-0. 2mg/L的溶解臭氧残留，以降解水中的COD物质、氨氮等有机物。废水在循环冷却水系统中进行多次浓缩后，可以在步骤 S18选择外排。值得指出的是，保留步骤S12和S13可以使原有工艺和新增工艺无缝衔接。但较佳地，在步骤Sll混合后的废水若COD物质(浓度低于75mg/L)、氨氮(浓度低于:3mg/L)浓度变化不大时，可以省略步骤S12和S13，以避免不必要的消耗时间和资源。因此，本发明通过工艺的改进，不但解决了含铝废水超标的问题，而且实现了采用工艺废弃水简单预处理后就回用至循环冷却水，使工业循环冷却水的补充水从自来水变为了化废为宝的工艺废弃水，实现节水，大大减小了企业的用水压力。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种含铝废水用作循环冷却水的方法，所述含铝废水包含浓度在10mg/L-lg/L之间的铝离子以及有机物，所述方法包括以下步骤将废水的PH值调节至7. 5，进行废水中铝离子的混凝；使废水经过一过滤器，过滤废水中的混凝后的铝、以及生物粘泥，使废水中的铝含量降至低于3mg/L ；将过滤后的废水输入循环冷却水系统；在向循环冷却水系统注入臭氧进行水处理，以降解水中的有机物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铝废水是单一废水。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铝废水是由两种或两种以上废水混合而成。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机物包含COD物质和氨氮，其中COD 物质浓度低于75mg/L，氨氮浓度低于;3mg/L。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在向循环冷却水系统注入臭氧进行水处理的步骤包括控制循环冷却水系统中有0. 01-0. 2mg/L的溶解臭氧残留。
6.一种含铝废水用作循环冷却水的设备，所述含铝废水包含浓度在10mg/L-lg/L之间的铝离子以及有机物，所述设备包括PH值调节器，输入该含铝废水，将废水的pH值调节至7. 5，进行废水中铝离子的混凝；过滤器，连接该PH值过滤器，过滤废水中的混凝后的铝、以及生物粘泥，使废水中的铝含量降至低于3mg/L ；冷却塔，连接该过滤器，输入过滤后的废水作为补充水，其中该冷却塔是包含在循环冷却水系统中；臭氧水发生器，向该冷却塔注入臭氧进行水处理，以降解水中的有机物。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括缓冲水箱，连接在该pH值调节器与该过滤器之间，该缓冲水箱从顶部输出废水且在底部沉积污泥。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，还包括增压泵，设于该缓冲水箱与该过滤器之间。
全文摘要
本发明涉及一种含铝废水用作循环冷却水的方法和设备，用于回用包含浓度在10mg/L-1g/L之间的铝离子以及少量有机物的含铝废水，所述方法包括以下步骤将废水的pH值调节至7.5，进行废水中铝离子的混凝；使废水经过一过滤器，过滤废水中的混凝后的铝、以及生物粘泥，使废水中的铝含量降至低于3mg/L；将过滤后的废水输入循环冷却水系统；在向循环冷却水系统注入臭氧进行水处理，以降解水中的有机物。
文档编号C02F1/66GK102249438SQ201010180549
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者邱真真 申请人:上海轻工业研究所有限公司