在現代生活領(lǐng)域中,人們對各類(lèi)鋁制品的需求也不斷增大,鋁制品在全球各行各業(yè)的運用是人們生產(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(mǎn)足社會(huì )對鋁制品的需求。隨著(zhù)社會(huì )需求的提升導致市場(chǎng)日益激烈,各電解鋁為保障自身市場(chǎng)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,堅決貫徹可持續發(fā)展方針,使用可替代清潔能源,優(yōu)化硬件設施和污染處理設備。但在實(shí)際生產(chǎn)生活中,陽(yáng)極碳塊仍是電解鋁工作中的重要設備,陽(yáng)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(wú)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(wú)公害后再進(jìn)行排放,由此可見(jiàn),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,但是因其連續性,其運行期間仍會(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內氯離子的平衡,氯離子的濃縮會(huì )對硬件設施帶來(lái)負面影響,縮短其使用壽命,假如脫硫廢水長(cháng)時(shí)間和硬件設施接觸,會(huì )對其內部零件連接處形成腐蝕,導致其效率降低,性能受到影響,甚至停止運轉,無(wú)法應對工作需求。脫硫廢水若直接排放還會(huì )對電解鋁周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境造成破壞,使得周?chē)鷳B(tài)系統循環(huán)能力降低,無(wú)法實(shí)現凈化工作。電解鋁工作過(guò)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實(shí)驗中明確其通常處在5.0左右,其酸性并非極強,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)反應過(guò)程中所遺留的殘渣,有些是設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,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(yáng)極碳塊,起導電作用的陽(yáng)極碳塊是電解生產(chǎn)中必不可少的,所以陽(yáng)極碳塊的質(zhì)量會(huì )對脫硫廢水的產(chǎn)生具有直接影響。在設計能源供應過(guò)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,原料中的硫元素過(guò)多,也會(huì )提升脫硫廢水的硫含量,濃度也會(huì )提高。其次,如果在能源供應過(guò)程中,陽(yáng)極碳塊材料成分中,氯元素含量較高,對電解鋁在工作過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生更多的氯元素物質(zhì),其危害性較強。為防止損害工作人員生命財產(chǎn)安全和硬件設施的使用壽命,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(guò)程中結構較為脆弱,會(huì )分離出大小顆粒,在工作進(jìn)行時(shí),這些分散的細小顆粒會(huì )落入脫硫廢水中,時(shí)期內部產(chǎn)生一定化學(xué)反應,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;钴S,極易發(fā)生反應的成分,在含有多種元素的脫硫廢水中,會(huì )迅速發(fā)生反應,進(jìn)而促使內部其他成分相互反應,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煙氣,加上其單位時(shí)間內廢水產(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(xiàn)的廢水產(chǎn)量一般不超過(guò)1t/h),無(wú)法直接借鑒電廠(chǎng)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(méi)有本質(zhì)區別,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)器內利用廠(chǎng)區蒸汽為外部熱源,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(lèi),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。
適合電解煙氣的常規蒸發(fā)技術(shù)有:
(1)兩效蒸發(fā)技術(shù):也可根據需要選擇三效蒸發(fā),三效蒸發(fā)技術(shù)效果更好,但是投資較多;主要設備就是蒸發(fā)器;
(2)MVR技術(shù):MVR主要運用于蒸發(fā)濃縮物料,與傳統的多效蒸發(fā)相比,具有節能優(yōu)勢,目前國內已成功運用在化工廢水零排放、糖醇有機濃縮、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(guò)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。主要設備為霧化塔、引風(fēng)機、除塵器等。
濃縮蒸發(fā)投資較少,造價(jià)較低,但是要求廠(chǎng)區有固定熱源(蒸汽或電加熱均可),因此這類(lèi)處理技術(shù)存在一定局限性,在開(kāi)展前,需要根據電解鋁實(shí)際情況明確其是否符合使用條件,如果廠(chǎng)區無(wú)固定熱源或電價(jià)居高不下時(shí)是不適合此方式的,并且對運行中要求較高,操作不當容易引起蒸發(fā)器堵塞等問(wèn)題,影響使用壽命。
2、廢水綜合使用技術(shù)
對鋁廠(chǎng)廠(chǎng)區較大或鋁廠(chǎng)處于干燥地區的情況,也可以視具體情況,將處理完的符合國家廢水排放標準的的脫硫廢水混入廠(chǎng)區用水進(jìn)行使用,做到全廠(chǎng)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準,因此可根據廠(chǎng)區用水功能不同分拆為廠(chǎng)區多處用水。如:場(chǎng)區噴灑或綠化用水,根據用水量多少,可以調節廢水接受量,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(lái)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(guò)程中,將廢水綜合使用技術(shù)應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準,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(guò)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處理的費用,同時(shí)節約了廠(chǎng)區總用水,為企業(yè)未來(lái)發(fā)展奠定良好的基礎。但廢水綜合應用技術(shù)也存在一定缺點(diǎn),此技術(shù)對脫硫廢水處理系統要求較高,要求排放的廢水中除氯離子外,均需滿(mǎn)足國家排放標準,廢水處理產(chǎn)生的污泥輸送至真空皮帶機,同石膏一起脫水進(jìn)入石膏庫外運。
四、結論
通過(guò)對文章的分析和研究得知,在經(jīng)濟體制不斷改革,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,幫助工作單位達成工作內容和環(huán)境保護之間的平衡,確保在發(fā)展經(jīng)濟的同時(shí),保護環(huán)境,從而為電解鋁未來(lái)健康平穩發(fā)展駕護航。(來(lái)源:新疆眾和股份有限公司)