氧化铝生产废水回用技术
李金聚 何 伟
提要 长铝公司氧化铝生产过程中产生大量的碱性含油废水，通
过综合治理，分质处理，不但满足了不同用户对水质的不同需求，而且解决了氧化铝生产过程中的一些技术问题，达到了综合治理、合理回用的目的取得了一定的经济效益 。
关键词 氧化铝 生产废水 处理 回用 分质供水
我国氧化铝的生产一般采用拜耳法烧结法，或其流程的不同组合氧化铝生产工艺复杂、 流程长、设备多生产过程中产生大量的碱性含油废水。这些废水主要来自各设备的冷却水；物料的冷却洗涤水； 设备和管道的“跑、冒、滴、漏” 以及冲洗、清洗用水；液量不平衡而造成的事故性排料、油水混合物等，设备在维修过程中，一些机械油（包括润滑油、洗涤油、防锈油）也被排入下水管道，致使废水中含有大量的碱及油，悬浮物含量也极高，同时，发电站的软水装置及蒸发器等设备酸洗时，均产生大量的酸性废水，这部分水的直接排出造成生产废水瞬间呈酸性，PH值有时在2左右，另有铝型材、化工厂生产过程中瞬间排出高碱度废水，废水PH值瞬间高达13.4，我公司1993~1996年生产废水水质水量统计结果见表1，从中不难看出，废水的成分较为复杂，PH值及SS变化区间大。
年份 项目 流量 （m3/d） PH值 表1 1993~1996年生产废水情况 1993 1994 1995 22300—700 17850—550 15650—57500 （398） （36232） （31261） 7.36—12.84 4.63—12.48 3.76—12.26 （11.35） （9.31） （9.42） 1996 8350—54500 （30080） 5.9—12.7 （9.8） 碱度 （mg/L） SS （mg/L） COD （mg/L） 油 （mg/L） 75.0—5600 （422.17） 288—2900 （922.5） 22.5—228 （72.7） 0.8—30.9 （8.82） 0—7285 （228.4） 51—2227 （624.1） 32.0—95.0 （61.5） 0—68.5 （12.08） 0—1500 （192） 62—1523 （470） 46.8—510.5 （122.6） 0—81 （12） 0—2700 （244） 49—2836 （841） 66—215.2 （110.3） 0—70.2 （16.1） 注：括号内为均值。
我公司生产氧化铝采用碱湿法，生产过程中需要投加大量的碱，1995年统计每吨Al2O3平均碱耗为100kg，若废水中的碱能回收利用，不仅能降低生产中的碱耗，增加效益，而且还可充分利用资源，变废为宝，减少对环境的污染，可为一举双得，为达到此目的，我们对厂区下水系统进行了改造，将废水进行必要的处理后综合利用，现已基本达到了此目的，取得了一定的经济效益。
1、 生产废水处理工艺
1994年，我公司开始对工业废水进行综合治理，依据用户对水质的不同需求，分别采用了不同的处理工艺，1996年底废水处理站建成投产，设计处理能力为33000m3/d，设计出水SS≤50mg/L,PH值<9，油去除率为98%。 1.1 工艺流程
工业废水综合治理工艺流程见图1。 1.2 主要构筑物技术参数
预沉池：设计1用1备，单池容积为30m×10 m×4 m，废水水平流速为0.015m/s，停留时间为33.3min。
隔油沉砂池：设计1组5格，单池容积为20m×3.2 m×3 m，废水水平流速为0.013 m/s，停留时间为25.8min。
气浮池：原设计1组4格，由于占地，后改为1组3格，单池容积为20m×4.5 m×3 m，废水水平流速为0.0132 m/s，停留时间为25.2min。
平流沉淀池：利用原有构筑物， 1用1备，单池容积为50m×13.6 m×3.5 m，废水水平流速为0.007 m/s，停留时间为2h。
1.3 废水回用工艺流程（见图2）
1.4 主要特点
1.4.1 采用多级处理分质供水的方式
根据不同用户对水质的不同需求，采取不同的处理方式，对油和悬浮物均进行了相应的处理，而对于碱度则采用了不同的处理方法，由于氧化铝循环用水，赤泥稀释输送及热力锅炉冲渣、除尘，均需要碱性水，所以只需去除废水中的SS和油即可，而对于生产补水和外排水，除需将废水中的SS和油去除外，还应调整水的PH值，使其达到相应生产用水标准和外排水排放标准。这样，不但减轻了处理负荷，而且节约了大量成本。
1.4.2 利用工业废水的碱度解决热力锅炉除灰、除硫、防渗等问题。 我公司现有4台75t蒸汽锅炉和4台130t蒸汽锅炉，每年需用大量的冲渣除灰水，而灰渣坝回水难以满足生产用水，必须补充大量新水，现采用处理后的碱性工业废水，不但解决了废水回用减少外排的问题，而且提高了锅炉SO2和粉尘的去除率，改善了大气环境质量，由于锅炉烟气中含有大量的SO2等有害气体和有毒粉尘，它们是环境
的大敌，其中SO2的危害尤为突出，而SO2能在碱性条件下发生氧化反应，生成溶于水的硫酸盐，易于除去；锅炉烟气中的大量粉尘带有负电荷，在碱性条件下也易于除去；锅炉冲渣除灰水被送到灰渣坝，其剩余碱度与灰渣水中的Ca2+，Mg2+等反应生成CaCO3,Mg(OH)2沉淀，沉淀于灰渣坝周围，增强了其抗渗性能，防止管涌产生，起到稳定坝体的作用。
1.4.3 作为氧化铝一环水泵站的补充水源
一环水泵站是氧化铝生成的关键水源，每天需要补充大量的水来满足生成需求，用处理后的生成废水作为补充水源，不但减少了生成废水的外排量，而且提高了环水的碱度，有效地降低了氧化铝生成的碱耗。同时，也大幅度地降低了环水温度，提高了种分槽的分解率和蒸发器水冷器的真空度，增加了氧化铝产量，可为一举多得。另外，温度较高的蒸发回水用于溶出系统的流程补水，这部分水具有高温高碱度的特点，既可降低溶出系统的碱耗又可节约其蒸汽用量。处理后的工业废水作为一环水泵房的补充水源，解决了环水的水量平衡问题，为氧化铝生产的稳定运行创造了条件。 2 运行效果
该工艺自1996年底投运以来，经过3年多的运行管理，积累了不少经验，并不断地对工艺进行改进和完善，已基本达到预期的目的，取得了可观的经济效益。
（1）提高了热力锅炉的SO2和粉尘去除率。自从热力锅炉改用氧化铝生产废水除灰以来，我公司周围的大气环境质量有了明显的改善
和提高，SO2的去除率提高了近20个百分点，烟尘去除率也稳中有升，达到了90%，近几年烟尘和SO2去除率的实测结果见表2.
年份 项目 烟尘去除率（%） SO2去除率（%） 1994 86. 31.99 表2 热力锅炉烟尘和SO2去除率统计 1995 1996 1997 1998 .4 54.65 .0 57.53 .9 73.50 .3 78.10 1999 90.2 76.90 （2）处理后出水水质不断提高，我公司氧化铝生产废水处理工艺和回用技术自投用以来，经过对工艺的不断改进和完善，使生产运行更加科学合理，运行指标得到优化，出水水质提高，外排水量不断减少，取得了良好的社会和经济效益，其出水水质和外排水量情况见表3。
年份 项目 SS（mg/L） PH值 油（mg/L） 外排量（m3/d）
表3 污水处理站出水水质情况
1997 1998 1999 46.1 8.6 9.7 24370 35.7 7.8 7.2 18065 24.9 8.0 3.0 2652 2000 18.1 7.5 5.0 1758 （3）稳定了氧化铝的生产，确保了蒸发器真空度的实现，有效地提高了种分槽的分解率，氧化铝生产过程中，种分槽的分解率和蒸发效率的高低直接影响着氧化铝的产量，也关系到了企业的经济效益。分解率受多种因素影响，控制母液温度也是一种重要途径，而环水温度直接影响着蒸发效果。氧化铝生产废水经过处理后，其水温一般不超过300C，作为降温用水极为有效，自从采用该工艺以来，氧化铝生产稳定，蒸发效率高，分解率也有了很大提高（见表4），氧化铝
产量逐年提高，取得了较好的经济效益。
年份 项目 分解率（%）
表4 氧化铝种分槽分解率统计 1997 1998 1999 46.66 47.81 48.99 2000 51.40 3 结论及经济效益
（1）氧化铝生产废水采用分质处理，节约了大量处理费用，根据等量中和原理计算，年可节约加酸费用78万元，节约补碱费用90万元。
（2）该回用技术应用以来，废水的外排量明显降低，由应用前1995年的日均31951 m3/d下降到2000年的日均1758 m3/d，排污费也由1995年的2.16万元降至1999年的87.76万元，减少了200万元。工厂和周围生活区的大气环境质量有了明显的提高。
（3）有效地降低了氧化铝一环水泵站的水温，减少了碱度流失，节约了生产成本，提高了蒸发效率和种分槽分解率，使氧化铝产量逐年提高。
（4）采用此工艺处理我国铝工业碱性含油废水是可行的。 4 有待解决的问题
我们对工艺运行过程中暴露出的一些问题进行了改进和完善，取得了一定的成效，但仍有一些亟待解决的问题：
（1）底泥处理的问题，氧化铝生产废水中含有大量的泥沙及悬浮物，在水处理过程中大量沉积于预沉池、隔油池及气浮池内，平均每10~15d预沉池即淤满，气浮池也因积泥太多而影响气浮效果。现污泥干化处理系统因污泥中含有大量重油而无法投运，故只能采用机动
车将泥浆外运填沟，增加了运输费用（年运费多大28万元）。
（2）管道、设备结垢问题。生产废水在输送过程中，受到水利条件变化因素的综合影响，容器内壁上形成大量水垢，给废水的输送带来极大困难。另外，由于废水容易结垢，也使各用户产生不满，不愿利用此水或减少用量，造成管道内的水流流速降低，加剧了管道设备的结垢。
