盐酸氧化铝生产废水处理技术
在生产氧化铝盐酸盐的过程中，通过浸出、洗涤、过滤、除杂和结晶，溶液中的铝几乎全部以纯AlCl3 6H2O的形式沉淀出来。洗涤后的AlCl3 6H2O可在1373 ~ 1473 K煅烧，得到比拜耳法纯度更高的氧化铝产品和可再生盐酸的含HCl气体。在这种方法中，盐酸无需再生即可循环使用。用盐酸法处理煤矸石等高硅高铝原料制备氧化铝时，能耗仅为拜耳法的两倍，Al2O3回收率可达90%。生产的AlCl3 6H2O还可直接用于生产高效净水剂——无机高分子絮凝剂碱式氯化铝。该工艺具有流程短、成本低、技术条件广、盐酸可循环使用、绿色环保的特点。每道工序产生的废水大部分可以循环利用，剩余的生产废水采用物理化学水处理方法和膜分离方法处理。处理技术相对简单成熟，高盐水对环境的污染低。
1.盐酸生产氧化铝过程中废水的来源及特点
1.1废水产生和排放(见表1)
1.2盐酸生产氧化铝过程中水污染物的分类
根据表1的分析，工艺流程各工序产生的工业废水可分为两类:
简单废水:包括(1)二次蒸汽冷凝水。(2)碱吸收塔排水。(3)循环水站过滤器反冲洗废水和污水废水。(4)测试污水废水。(5)软化高盐水。
复杂废水:包括(6)树脂洗涤和脱水。(7)蒸煮后的母液。剩下的废水很少，有的系统直接利用。
2.盐酸生产氧化铝过程中废水处理的原理和方法
2.1治理原则
(1)严格遵守《中华人民共和国环境保护法》和国家及地方现行的环境保护法律法规，认真执行国家有关产业发展政策和地方区域规划。
(2)认真执行“清洁生产”、“循环经济”、“污染源达标排放”、“污染物排放总量控制”等环保政策法规。
(3)可以采用尽可能回收利用和接近“零排放”的原则。
2.2水污染物处理方法
生产氯化铝过程中使用的水遵循循环利用、梯级利用的原则，生产过程中产生的水应尽可能重复利用。例如，间接循环冷却水用于设备冷却。水不与物质接触，不受污染。经循环水站冷却、旁路过滤后可循环使用。一次冷凝水和HCl废气洗涤水均返回生产系统作为补充水利用，氧化铝中试线白泥洗涤水返回上级洗涤配料，白泥利用二次加压滤液返回一次洗涤制浆，脱水后的加压滤液返回二次洗涤制浆。不可利用的废水统一收集处理。废水主要来自循环水站排放的废水，氧化铝和石灰渣的利用和生产，以及一些公共和辅助设施的废水。本工艺排放的水污染来源、污染物及控制措施如下:
2.2.1氧化铝生产线
(1)蒸发浓缩产生的二次冷凝水(设计110t/d):温度较高(40℃ ~ 65℃)，可溶性固形物含量较少，含有少量HCl。酸吸收部分作为吸收液，其余水送至循环系统处理。
(2)氧化铝焙烧烟气中被酸吸收的碱洗水(设计为10t/d)含有NaOH、NaCl和少量SS。沉淀后循环使用，定期更换。置换后的碱洗废液送至水循环系统进行处理。
(3)循环水废水(设计300t/d):中试装置循环水系统产生的高悬浮物废水，pH值约为7。
(4)软化高盐水(设计50t/d):制备软化水产生的高盐水含有较多的溶解固体。
(5)测试和维护过程中产生的少量零星废水，包括HCl、Fe3+、Al3+和ss，送至中水回用系统处理。
2.2.2白泥利用生产线
(1)白泥一次压滤的滤液中含有NaCl和NaOH，采用超滤+反渗透处理。处理后的水达到生产回用标准后，返回工艺系统，浓盐水送至露天煤矿排土场洒水抑尘。
其他
冲洗地板的水，包括SS，被送到中水回收系统进行处理。
实验室产生的零星废水送至中水回用系统处理。
生活废水
它含有SS、COD、BOD、氨氮、油脂等。收集后送至提升泵站潜污泵提升，再送至朱能煤矸石电厂生活污水处理站处理。
循环水站旁路过滤产生的含SS废水送至中水回用系统处理，软水设备产生的中水送至中水回用系统处理。
设计中水回用处理系统，采用超滤+反渗透处理+浓水反渗透处理工艺，处理能力为470 t/d，处理后的水达到生产回用标准后返回工艺系统，浓盐水送至露天煤矿排土场洒水抑尘。
中水回用工艺介绍(见图1)。
中水回用处理系统包括中和、混凝、沉淀、过滤、超滤、低压反渗透、浓水反渗透等主要设备，以及水泵、加药装置等辅助设施。采用超滤+反渗透处理+浓水反渗透处理工艺。工艺流程如下:来自碱吸收塔的水和来自二次蒸汽的冷凝水先进入冷凝池，然后泵入中和反应池。用碱中和后，pH值约为7的中性废水进入循环池。循环废水和软化后的高盐水直接进入循环池。循环池中的水被泵入集成沉淀器。经过两级过滤后，沉淀水进入反渗透系统，两级反渗透后的清水直接回用。高矿化度水达标后送至露天矿进行洒水抑尘。经过一体化沉淀器后，污泥进入污泥浓缩池，经过污泥螺杆泵，撞击压滤机，压滤后的滤饼输送至煤矸石电厂粉煤灰场储存。
2.3主要结构
(1)二级中和反应器长*宽*高=6m*3m*3.5m，有效容积16m3，A3钢衬橡胶(PE)。
(2)pH调节池为钢筋混凝土结构(FRP防腐),配有絮凝搅拌器。
(3)一体化预除尘器YCQ-15，长*宽*高=6m*3m*3.5m，流量Q=15m3/h，碳钢防腐。
(4)泥浆储槽V=24m3，长*宽*高=3m*3m*3.5m，带机械搅拌机。
(5)板框压滤机BAY40/800A=40m2，n = 1.5kW
3.盐酸生产氧化铝过程中废水的处理标准及效果
3.1水污染物的排放应符合下列标准
外排水符合《铝工业污染物排放标准》(GB25465-2010)及其修改单的一级标准，以及《污水综合排放标准》(GB8978-2002)的标准。回用水水质符合《城市污水再生利用-工业用水水质》(GB/T19923-2005)中的相关标准(见表2)。
3.2水污染物的控制效果
3.2.1运行效果和经济分析
3.2.1.1的运行效果
中水回用系统投入运行后，运行逐渐趋于稳定，各项指标均能达到控制标准(见表3)。
3.2.1.2污水处理效果
运行期间的监测点和监测值见表4。
从监测结果可以看出，整个系统的处理效果良好，出水各项指标均达到《铝工业污染物排放标准》(GB25465-2010)和《污水综合排放标准》(GB8978-2002)规定的一级标准。回用水水质符合《城市污水再生利用-工业用水水质》(GB/T19923-2005)中的相关标准。
4.风险分析
4.1紧急排水
4.1.1中水回用系统故障事故排水
为避免中水回用系统故障造成污水事故排放，项目在厂区设置了事故池。事故发生后，废水排放至事故池储存。中水回用系统正常运行后，废水经处理达标后，通过泵返回中水回用系统进行回用。中水回用系统设计处理能力为470m3/d，储存时间按8小时考虑，事故池容积应大于157m3。
本项目厂区事故池的设计尺寸为9×16×4m，有效容积为300m3。由此可见，当中水回用系统发生故障时，事故池的设置可以满足应急排水的要求，不会对周围地表水环境造成污染。
4.1.2生产工艺罐酸性物质泄漏事故的排放
为避免项目主厂区生产工艺槽、罐的泄漏，生产过程中跑、冒、滴、漏产生的酸性废水和车间排放的酸性废水，项目主厂区设置全厂事故池和中和池。
当罐内发生事故时，酸性物料排入事故池储存，最后由液下泵返回生产流程。根据工程分析，生产工艺罐溶解的泥浆量为5.5m3/h，储存时间按8小时考虑。事故池的容积应大于44m3。本项目全厂事故池的设计有效容积为300m3，可满足生产工艺储罐泄漏事故的排水要求。
生产过程中跑、冒、滴、漏形成的酸性废水和生产车间排放的含酸废水排入中和池，中和后排入中水回用系统处理。由于生产过程中跑、冒、滴、漏形成的少量酸性废水和生产车间排放的含酸废水，中和池设计尺寸为8.4×10×4m，有效容积为100m3，可满足跑、冒、滴、漏和车间含酸废水排放的要求。
从以上分析可以看出，试点项目中水回用系统事故池、中和池和生产水调节池的设置满足事故排放要求，不会对周围地表水环境造成污染。
4.2主要环保措施的技术论证
本项目生产用水遵循循环利用、梯级利用的原则，生产过程中产生的水尽可能重复利用。例如，间接循环冷却水用于设备冷却。水不与物料接触，不受污染，经循环水站冷却、旁路过滤后循环使用。一次冷凝水和HCl废气洗涤水作为补充水返回生产系统，氧化铝生产线白泥洗涤水返回上级进行洗涤和配料。不能使用的废水被收集并送至中水回用系统。处理达标后回用作循环水补充水。
正常工况下，全厂生产废水经中水回用系统反渗透处理后回用，反渗透处理系统产生的浓盐水通过管道送至露天矿排土场洒水抑尘，不排放至水环境。当反渗透水处理系统发生故障时，废水将排入事故池，无水污染物排入水环境。
实践证明，本项目采用的水处理措施是国内氧化铝企业普遍采用的有效方法，能够使处理后的废水满足《城市再生水回用工业用水水质标准》(GB/T19923-2005)中循环冷却系统补充水水质的要求。从国内现有使用该处理工艺的厂家水质监测结果来看，处理后的水质完全可以满足回用水水质要求，可以回用于氧化铝生产系统。
5.结论
本项目产生的各类生产废水在试验阶段通过了有效的监测，经送至中水回用系统处理后，中水满足循环水系统的水质要求，并用于转载机的冷却，大大降低了工业用水量。反渗透处理系统产生的浓盐水通过管道送至露天煤矿排土场进行洒水降尘。生活污水由管道收集后送至朱能煤矸石电厂生活污水处理站进行处理，不排入水环境。水处理系统运行稳定，各段出水水质能满足下一段进水水质要求，运行成本低。系统采用集中控制，设施安装简单，易于操作。此外，考虑了中水回用系统设备故障时生产废水的应急储存措施，设计合理。(来源:神华准能资源综合开发有限公司)
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