在現(xiàn)代生活領(lǐng)域中,人們對各類鋁制品的需求也不斷增大,鋁制品在全球各行各業(yè)的運(yùn)用是人們生產(chǎn)和生活不可或缺的重要資源,為此,我國大力發(fā)展電解鋁企業(yè),滿足社會(huì)對鋁制品的需求。隨著社會(huì)需求的提升導(dǎo)致市場日益激烈,各電解鋁為保障自身市場競爭力,實(shí)時(shí)對自身技術(shù)手段和管理體系進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化,堅(jiān)決貫徹可持續(xù)發(fā)展方針,使用可替代清潔能源,優(yōu)化硬件設(shè)施和污染處理設(shè)備。但在實(shí)際生產(chǎn)生活中,陽極碳塊仍是電解鋁工作中的重要設(shè)備,陽極碳塊在通電時(shí)不可避免的會(huì)釋放有害氣體。脫硫廢水也是同理,雖然在原材料和能源方面已經(jīng)傾力改良,但部分硫化物依然會(huì)產(chǎn)生脫硫廢水。既然無法避免脫硫廢水的生成,各電解鋁就要想辦法將脫硫廢水純凈,確保無公害后再進(jìn)行排放,由此可見,脫硫廢水零排放處理技術(shù)的重要作用。
一、電解鋁脫硫廢水的特點(diǎn)
電解鋁在生產(chǎn)工作不斷進(jìn)行,雖然由于電解煙氣特點(diǎn)每小時(shí)產(chǎn)生的廢水量較少,但是因其連續(xù)性,其運(yùn)行期間仍會(huì)累積大量的脫硫廢水,廢水的排放主要是為了保證脫硫系統(tǒng)內(nèi)氯離子的平衡,氯離子的濃縮會(huì)對硬件設(shè)施帶來負(fù)面影響,縮短其使用壽命,假如脫硫廢水長時(shí)間和硬件設(shè)施接觸,會(huì)對其內(nèi)部零件連接處形成腐蝕,導(dǎo)致其效率降低,性能受到影響,甚至停止運(yùn)轉(zhuǎn),無法應(yīng)對工作需求。脫硫廢水若直接排放還會(huì)對電解鋁周圍的生態(tài)環(huán)境造成破壞,使得周圍生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)能力降低,無法實(shí)現(xiàn)凈化工作。電解鋁工作過程中產(chǎn)生的脫硫廢水,通常具有以下幾個(gè)特點(diǎn):首先,脫硫廢水是弱酸性液體,PH值在多次對電解鋁脫硫廢水酸堿度檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中明確其通常處在5.0左右,其酸性并非極強(qiáng),和正常值7.0相比較為接近為弱酸性[1]。其次,脫硫廢水中存在多種雜質(zhì)漂浮物,其有些是化學(xué)反應(yīng)過程中所遺留的殘?jiān),有些是設(shè)備腐蝕后脫離的表皮,也有些是環(huán)境中存在的灰塵或雜質(zhì),整體較為渾濁。再然后,電解鋁的脫硫廢水中含有多種有害化學(xué)成分,其主要組成有鉛,汞,鎘等等,這些化學(xué)成分危害性極強(qiáng),對土壤和人體損害極高。最后,電解鋁脫硫廢水中含有大量氯鹽和亞硫酸鹽等,其中氯鹽含量占比要比亞硫酸鹽高許多。
二、脫硫廢水產(chǎn)生的影響因素
電解鋁中使用大量的陽極碳塊,起導(dǎo)電作用的陽極碳塊是電解生產(chǎn)中必不可少的,所以陽極碳塊的質(zhì)量會(huì)對脫硫廢水的產(chǎn)生具有直接影響。在設(shè)計(jì)能源供應(yīng)過程中,首先若碳塊原材料的組成成分中硫元素較多,在燃燒時(shí)就會(huì)產(chǎn)生大量二氧化硫,這就導(dǎo)致二氧化硫受溫度變化液化會(huì)直接影響脫硫廢水濃度,即使不發(fā)生液化反應(yīng),原料中的硫元素過多,也會(huì)提升脫硫廢水的硫含量,濃度也會(huì)提高。其次,如果在能源供應(yīng)過程中,陽極碳塊材料成分中,氯元素含量較高,對電解鋁在工作過程中會(huì)產(chǎn)生更多的氯元素物質(zhì),其危害性較強(qiáng)。為防止損害工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全和硬件設(shè)施的使用壽命,電解鋁會(huì)使用脫硫漿液對氯元素進(jìn)行處理,脫硫漿液中含有大量氯程分,因此會(huì)直接提升脫硫廢水的濃度和數(shù)量。最后,電解鋁在工藝完成后,未處理雜志和生成的污染性氣體時(shí),會(huì)使用石灰石材料,石灰石在使用過程中結(jié)構(gòu)較為脆弱,會(huì)分離出大小顆粒,在工作進(jìn)行時(shí),這些分散的細(xì)小顆粒會(huì)落入脫硫廢水中,時(shí)期內(nèi)部產(chǎn)生一定化學(xué)反應(yīng),生成更多的重金屬元素。同時(shí),石灰石成分為碳酸鈣,碳酸鈣是非常活躍,極易發(fā)生反應(yīng)的成分,在含有多種元素的脫硫廢水中,會(huì)迅速發(fā)生反應(yīng),進(jìn)而促使內(nèi)部其他成分相互反應(yīng),產(chǎn)生更多有害物質(zhì)。
三、電解鋁脫硫廢水零排放技術(shù)工藝
電解鋁脫硫廢水因電解鋁生產(chǎn)工藝的特殊性,電解煙氣不存在高溫?zé)煔猓由掀鋯挝粫r(shí)間內(nèi)廢水產(chǎn)生量較少(工藝水氯離子不超200mg/L時(shí),單條電解生產(chǎn)線的廢水產(chǎn)量一般不超過1t/h),無法直接借鑒電廠廢水零排放技術(shù),電解鋁脫硫廢水零排放工藝有如下:
1、濃縮蒸發(fā)技術(shù)
脫硫廢水的固態(tài)物質(zhì)和溶解物主要是以石膏為主的硫酸鹽,其本質(zhì)和石膏漿液沒有本質(zhì)區(qū)別,只是濃度不同。因此我們對廢水采用濃縮蒸發(fā)技術(shù),廢水取自廢水旋流器溢流出口,廢水在蒸發(fā)器內(nèi)利用廠區(qū)蒸汽為外部熱源,進(jìn)行蒸發(fā),氣態(tài)水進(jìn)入大氣,蒸發(fā)完剩余的污泥主要成分為石膏等鹽類,經(jīng)板框壓縮后,可以將其送至石膏庫,與石膏相比,污泥整體量少且主要成分區(qū)別不大,不對石膏品質(zhì)產(chǎn)生明顯影響,因此可以混入石膏一起外運(yùn)。
適合電解煙氣的常規(guī)蒸發(fā)技術(shù)有:
(1)兩效蒸發(fā)技術(shù):也可根據(jù)需要選擇三效蒸發(fā),三效蒸發(fā)技術(shù)效果更好,但是投資較多;主要設(shè)備就是蒸發(fā)器;
(2)MVR技術(shù):MVR主要運(yùn)用于蒸發(fā)濃縮物料,與傳統(tǒng)的多效蒸發(fā)相比,具有節(jié)能優(yōu)勢,目前國內(nèi)已成功運(yùn)用在化工廢水零排放、糖醇有機(jī)濃縮、制藥中間體濃縮、精餾乏汽利用等方面。主要有MVR膜式蒸發(fā)器、MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、MVR板式蒸發(fā)器等;
(3)旁路煙氣蒸發(fā)技術(shù):旁路蒸發(fā)技術(shù)主要是利用電解煙氣將濃縮完的廢水進(jìn)行蒸發(fā)的過程,熱源為電解煙氣+外部熱源。電解煙氣溫度較低,因此需要電加熱器等額外熱源。蒸發(fā)后產(chǎn)生的灰塵進(jìn)入除塵器進(jìn)行捕捉、收集,混入石膏外運(yùn)。主要設(shè)備為霧化塔、引風(fēng)機(jī)、除塵器等。
濃縮蒸發(fā)投資較少,造價(jià)較低,但是要求廠區(qū)有固定熱源(蒸汽或電加熱均可),因此這類處理技術(shù)存在一定局限性,在開展前,需要根據(jù)電解鋁實(shí)際情況明確其是否符合使用條件,如果廠區(qū)無固定熱源或電價(jià)居高不下時(shí)是不適合此方式的,并且對運(yùn)行中要求較高,操作不當(dāng)容易引起蒸發(fā)器堵塞等問題,影響使用壽命。
2、廢水綜合使用技術(shù)
對鋁廠廠區(qū)較大或鋁廠處于干燥地區(qū)的情況,也可以視具體情況,將處理完的符合國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的的脫硫廢水混入廠區(qū)用水進(jìn)行使用,做到全廠廢水零排放。處理完的廢水主要是氯離子濃度較高約在15000PPM,其他含固量等都符合排放標(biāo)準(zhǔn),因此可根據(jù)廠區(qū)用水功能不同分拆為廠區(qū)多處用水。如:場區(qū)噴灑或綠化用水,根據(jù)用水量多少,可以調(diào)節(jié)廢水接受量,保證在不影響用水使用點(diǎn)性能的前提下適量添加并消耗脫硫廢水;同時(shí),廢水還可以用來做生產(chǎn)用水、部分生活用水(非飲用水)等。
在日常生產(chǎn)生活過程中,將廢水綜合使用技術(shù)應(yīng)用在電解鋁脫硫廢水零排放處理中,在脫硫廢水合格的前提下,可以保障脫硫廢水中的各種污染物含量符合國家排放標(biāo)準(zhǔn),混合入生產(chǎn)、生活用水后,不會(huì)對工作人員和附近生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生過高的影響,從而保障脫硫廢水可以正常排放到大氣中或固定排放到大氣中,不具有揮發(fā)性影響環(huán)境。這樣的做法大幅降低了廢水后續(xù)處理的費(fèi)用,同時(shí)節(jié)約了廠區(qū)總用水,為企業(yè)未來發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。但廢水綜合應(yīng)用技術(shù)也存在一定缺點(diǎn),此技術(shù)對脫硫廢水處理系統(tǒng)要求較高,要求排放的廢水中除氯離子外,均需滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn),廢水處理產(chǎn)生的污泥輸送至真空皮帶機(jī),同石膏一起脫水進(jìn)入石膏庫外運(yùn)。
四、結(jié)論
通過對文章的分析和研究得知,在經(jīng)濟(jì)體制不斷改革,電解鋁不斷發(fā)展的大背景下,實(shí)施脫硫廢水零排放處理技術(shù)是必要的,同時(shí)也是貫徹可持續(xù)發(fā)展方針的需要;诖,本文對電解鋁脫硫廢水特點(diǎn)和其生成影響因素進(jìn)行詳細(xì)分析,明確電解鋁脫硫廢水零排放處理技術(shù)的工藝原理,幫助工作單位達(dá)成工作內(nèi)容和環(huán)境保護(hù)之間的平衡,確保在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí),保護(hù)環(huán)境,從而為電解鋁未來健康平穩(wěn)發(fā)展駕護(hù)航。(來源:新疆眾和股份有限公司)