CN108840534A - 铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及污泥循环利用技术领域，具体为一种铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，包括以下步骤：1）将含铝污泥破碎或均质化后输送至反应釜；2）往反应釜中加入浓硫酸和含铝废酸并打开反应釜搅拌器进行搅拌，搅拌一定时间后观察反应釜内混合物的PH值并通过投加含铝废酸或洗模废水调节混合物的PH值使其稳定在一定范围内，待混合物反应温度降至一定值时停止搅拌并静置一定时间；3）将反应釜中的混合物泵入缓冲罐进行降温，并将降温至一定值的混合物泵入压滤机进行压滤。本发明将含铝污泥通过破碎均质化后投入反应釜中，再加入硫酸，硫酸可从含铝污泥表层渗入，反应温度更均匀，反应过程更温和，安全性更高。

Description

铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法
技术领域
本发明涉及污泥循环利用技术领域，具体为一种铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法。
背景技术
铝加工企业生产过程中有大量废水和废酸产生，对这类废水进行处理后会产生大量的含铝污泥。同时，在铝加工企业，铝合金挤压模具在试模后的修模和生产后的更换过程中，都要加入碱液热煮，使模具腔中的铝合金溶解，以便于模具的分离、拆卸和重新装配，在实际生产中，当碱液中铝的容量达到每升 50g 以后即不能使用，成为残液需排放，既污染了环境，又浪费了大量的资源。全国拥有众多铝加工企业，每年会产生大量的铝加工行业污水处理的污泥及废碱，对照《国家危险废物名录（2016）》，均属于危险废物，如何科学、合理、环保处置“三废”是整个铝加工行业共同面临的问题。
现有的含铝污泥处理技术存在以下不足：1、现有技术在投料过程中先投加硫酸或废硫酸再投加含铝污泥，缺点在于含铝污泥易成块状悬浮于浓硫酸上层，过高的反应温度被含铝污泥封闭而产生安全隐患；2、现有技术的含铝污泥未经过处理，会延长反应时间；3、现有技术通过自然沉降方式待反应完全后取上层清液用于产品生产，缺点是静置时间长，分层不清，容易产出不合格品；4、现有技术原料单一，仅用含铝污泥与硫酸的反应制备产品；5、现有技术对含铝污泥中所含的重金属去除没有研究；6、现有技术仅研究了反应物硫酸与含铝污泥的配比，一次反应制备硫酸铝，该技术在反应结束后由于浓度过高极易使产品糊化，不利于生产合格的硫酸铝产品。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，以铝加工行业污水处理过程中产生的污泥和废碱液（碱洗槽渣、洗模废碱、含铝废酸、废铝屑等）作为原料，生产净水剂硫酸铝，产品广泛用于需要进行混凝反应去除COD、色度、SS等污水处理工艺，可通过废物综合利用为企业创造经济效益，为铝加工行业减轻污染并实现资源循环利用目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，包括以下步骤：
1）将含铝污泥破碎或均质化后输送至反应釜；
2）往反应釜中加入浓硫酸和含铝废酸并打开反应釜搅拌器进行搅拌，搅拌一定时间后观察反应釜内混合物的PH值并通过投加含铝废酸或洗模废水调节混合物的PH值使其稳定在一定范围内，待混合物反应温度降至一定值时停止搅拌并静置一定时间；
3）将反应釜中的混合物泵入缓冲罐进行降温，并将降温至一定值的混合物泵入压滤机进行压滤，并将压滤得到的硫酸铝滤液收集至置换熟化池，将压滤得到的未充分反应的滤渣输送回原料区；
4）在置换熟化池中投加过量废铝屑，将废铝屑与硫酸铝滤液搅拌一定时间以将硫酸铝滤液中的重金属置换出来并完成产品熟化；
5）对置换熟化后的产品进行各项指标的检测，达到产品质量标准后泵入产品库。
作为优选，所述步骤1）具体为，将含水率小于等于a的含铝污泥通过破碎机进行破碎并通过带式输送机输送至反应釜；将含水率大于a的含铝污泥通过搅拌罐进行混合均质化并通过泵车以管道输送至反应釜。
作为优选，含铝污泥的含水率a的范围为60%至90%。
作为优选，含铝污泥的含水率a的范围为75%至85%。
作为优选，含铝污泥的含水率a的值为80%。
作为优选，所述步骤2）中，含铝污泥：浓硫酸：含铝废酸的质量比为10:3:3。
作为优选，所述步骤2）中，反应釜内混合物的搅拌时间至少为30分钟，混合物PH值的稳定范围为0.6至0.8，混合物反应温度的降温值范围为35至45摄氏度，混合物的静置时间范围为3至5小时。
作为优选，所述步骤2）中，反应釜中还加有碱洗槽渣。
作为优选，所述步骤3）中，混合物的降温值范围为25至35摄氏度。
作为优选，所述步骤3）中的压滤机为板框压滤机。
作为优选，所述步骤4）中，废铝屑与硫酸铝滤液的搅拌时间至少为2小时。
作为优选，所述步骤4）中，置换出来的重金属包括镍和铬。
作为优选，所述产品质量标准具体为氧化铝的质量分数≥6.5%，铁的质量分数≤0.5%，水不溶物质的质量分数≤0.1%，1%水溶液PH 值≥3，砷的质量分数≤0.0005%，铅的质量分数≤0.002%，镉的质量分数≤0.001%，汞的质量分数≤0.00005%，铬的质量分数≤0.002%，镍的质量分数≤0.0005%。
本发明的有益效果是，本发明将含铝污泥通过破碎均质化后投入反应釜中，再加入硫酸，硫酸可从含铝污泥表层渗入，反应温度更均匀，反应过程更温和，安全性更高；通过压滤方式进行固液分离，生产效率高，产品合格率高；将企业产生的多种可利用的废弃物综合利用，达到资源充分利用，降低生产成本；能够有效将含铝污泥中的重金属去除；综合利用铝加工企业废弃物含铝废酸和洗模废水调节产品氧化铝的浓度，同时起到稀释产品使产品达到质量标准的作用。
附图说明
图1为本发明一种铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，一种铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，包括以下步骤：
1）将含铝污泥破碎或均质化后输送至反应釜。具体为将含水率小于等于a的含铝污泥通过破碎机进行破碎并通过带式输送机输送至反应釜，将含水率大于a的含铝污泥通过搅拌罐进行混合均质化并通过泵车以管道输送至反应釜。其中，含铝污泥的含水率a的范围为60%至90%，优选为含铝污泥的含水率a的取值范围为75至85%。将含铝污泥破碎或均质化可缩短反应时间。含铝污泥的主要成分为铝：5%左右，镍:0.001%左右，铬：0.0005%左右，硫酸盐类：14%左右，水份：80%左右，其他泥沙等无机杂质1%左右。
2）往反应釜中加入浓硫酸和含铝废酸并打开反应釜搅拌器进行搅拌，搅拌一定时间后观察反应釜内混合物的PH值并通过投加含铝废酸或洗模废水调节混合物的PH值使其稳定在一定范围内，待混合物反应温度降至一定值时停止搅拌并静置一定时间使反应完全。在含铝污泥破碎均质化后投入反应釜中后，再加入硫酸，硫酸可从含铝污泥表层渗入，反应温度更均匀，反应过程更温和，安全性更高。
其中，含铝污泥：浓硫酸：含铝废酸的质量比为10:3:3。洗模废水的主要来源为脱模、碱洗过程，成份主要为氢氧化钠：8%左右，铝：4%左右，水份：85%左右，其他杂质3%左右。含铝废酸的主要来源为酸洗浓液，成份主要为硫酸：15%左右，铝：2%左右，水份：83%左右。
反应釜中还能加入碱洗槽渣，其主要来源为碱洗槽，成份主要为氢氧化铝：35%左右，水份：65%左右。
反应釜内混合物的搅拌时间至少为30分钟，混合物PH值的稳定范围为0.6至0.8，混合物反应温度的降温值范围为35至45摄氏度，混合物的静置时间范围为3至5小时。
混合物反应为自放热反应，反应温度大致在60摄氏度左右，低温季节宜在反应釜外加保温。本步骤的反应方程式包括，
（1）
（2）
（3）
3）将反应釜中的混合物泵入缓冲罐进行降温，并将降温至一定值的混合物泵入压滤机进行压滤，并将压滤得到的硫酸铝滤液收集至置换熟化池，将压滤得到的未充分反应的滤渣输送回原料区。其中，混合物的降温值范围为25至35摄氏度。通过压滤方式进行固液分离，生产效率高，产品合格率高。
4）在置换熟化池中投加过量废铝屑，将废铝屑与硫酸铝滤液搅拌一定时间以将硫酸铝滤液中的重金属置换出来并完成产品熟化。其中，废铝屑与硫酸铝滤液的搅拌时间至少为2小时。本步骤置换反应的方程式包括，
（4）
（5）
5）对置换熟化后的产品进行各项指标的检测，达到产品质量标准后泵入产品库。其中，检测标准根据实际使用需求与综合生产成本获得，具体为氧化铝（Al2O3）的质量分数≥6.5%，铁（Fe）的质量分数≤0.5%，水不溶物质的质量分数≤0.1%，1%水溶液PH 值≥3，砷（As）的质量分数≤0.0005%，铅（Pb）的质量分数≤0.002%，镉（Cd）的质量分数≤0.001%，汞（Hg）的质量分数≤0.00005%，铬（Cr）的质量分数≤0.002%，镍（Ni）的质量分数≤0.0005%。
实施例一，一种铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，包括以下步骤：1）将含水率小于等于80%的含铝污泥通过破碎机进行破碎并通过带式输送机输送至反应釜，将含水率大于80%的含铝污泥通过搅拌罐进行混合均质化并通过泵车以管道输送至反应釜。
2）往反应釜中加入浓硫酸和含铝废酸并打开反应釜搅拌器进行搅拌，搅拌30分钟后观察反应釜内混合物的PH值并通过投加含铝废酸或洗模废水调节混合物的PH值使其稳定在0.6至0.8的范围内，待混合物反应温度降至40摄氏度时停止搅拌并静置4小时。
3）将反应釜中的混合物泵入缓冲罐进行降温，并将降温至30摄氏度的混合物泵入板框压滤机进行压滤，并将压滤得到的硫酸铝滤液收集至置换熟化池，将压滤得到的未充分反应的滤渣输送回原料区重新加工利用。
4）在置换熟化池中投加过量废铝屑，将废铝屑与硫酸铝滤液搅拌2小时以将硫酸铝滤液中的重金属镍和铬置换出来并完成产品熟化。
5）对置换熟化后的产品进行各项指标的检测，达到产品质量标准后泵入产品库。
实施例二，一种铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，包括以下步骤：1）将含水率小于等于78%的含铝污泥通过破碎机进行破碎并通过带式输送机输送至反应釜，将含水率大于78%的含铝污泥通过搅拌罐进行混合均质化并通过泵车以管道输送至反应釜。
2）往反应釜中加入浓硫酸，含铝废酸和碱洗槽渣并打开反应釜搅拌器进行搅拌，搅拌40分钟后观察反应釜内混合物的PH值并通过投加含铝废酸或洗模废水调节混合物的PH值使其稳定在0.6至0.8的范围内，待混合物反应温度降至38摄氏度时停止搅拌并静置3.5小时。
3）将反应釜中的混合物泵入缓冲罐进行降温，并将降温至28摄氏度的混合物泵入板框压滤机进行压滤，并将压滤得到的硫酸铝滤液收集至置换熟化池，将压滤得到的未充分反应的滤渣输送回原料区重新加工利用。
4）在置换熟化池中投加过量废铝屑，将废铝屑与硫酸铝滤液搅拌3小时以将硫酸铝滤液中的重金属镍和铬置换出来并完成产品熟化。
5）对置换熟化后的产品进行各项指标的检测，达到产品质量标准后泵入产品库。
实施例三，一种铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，包括以下步骤：1）将含水率小于等于82%的含铝污泥通过破碎机进行破碎并通过带式输送机输送至反应釜，将含水率大于82%的含铝污泥通过搅拌罐进行混合均质化并通过泵车以管道输送至反应釜。
2）往反应釜中加入浓硫酸和含铝废酸并打开反应釜搅拌器进行搅拌，搅拌35分钟后观察反应釜内混合物的PH值并通过投加含铝废酸或洗模废水调节混合物的PH值使其稳定在0.6至0.8的范围内，待混合物反应温度降至42摄氏度时停止搅拌并静置4.5小时。
3）将反应釜中的混合物泵入缓冲罐进行降温，并将降温至32摄氏度的混合物泵入板框压滤机进行压滤，并将压滤得到的硫酸铝滤液收集至置换熟化池，将压滤得到的未充分反应的滤渣输送回原料区重新加工利用。
4）在置换熟化池中投加过量废铝屑，将废铝屑与硫酸铝滤液搅拌2小时以将硫酸铝滤液中的重金属镍和铬置换出来并完成产品熟化。
5）对置换熟化后的产品进行各项指标的检测，达到产品质量标准后泵入产品库。
上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (13)

1.铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：包括以下步骤：
将含铝污泥破碎或均质化后输送至反应釜；
往反应釜中加入浓硫酸和含铝废酸并打开反应釜搅拌器进行搅拌，搅拌一定时间后观察反应釜内混合物的PH值并通过投加含铝废酸或洗模废水调节混合物的PH值使其稳定在一定范围内，待混合物反应温度降至一定值时停止搅拌并静置一定时间；
将反应釜中的混合物泵入缓冲罐进行降温，并将降温至一定值的混合物泵入压滤机进行压滤，并将压滤得到的硫酸铝滤液收集至置换熟化池，将压滤得到的未充分反应的滤渣输送回原料区；
在置换熟化池中投加过量废铝屑，将废铝屑与硫酸铝滤液搅拌一定时间以将硫酸铝滤液中的重金属置换出来并完成产品熟化；
对置换熟化后的产品进行各项指标的检测，达到产品质量标准后泵入产品库。
2.根据权利要求1所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：所述步骤1）具体为，将含水率小于等于a的含铝污泥通过破碎机进行破碎并通过带式输送机输送至反应釜；将含水率大于a的含铝污泥通过搅拌罐进行混合均质化并通过泵车以管道输送至反应釜。
3.根据权利要求2所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：含铝污泥的含水率a的范围为60%至90%。
4.根据权利要求3所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：含铝污泥的含水率a的范围为75%至85%。
5.根据权利要求4所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：含铝污泥的含水率a的值为80%。
6.根据权利要求1所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：所述步骤2）中，含铝污泥：浓硫酸：含铝废酸的质量比为10:3:3。
7.根据权利要求1所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：所述步骤2）中，反应釜内混合物的搅拌时间至少为30分钟，混合物PH值的稳定范围为0.6至0.8，混合物反应温度的降温值范围为35至45摄氏度，混合物的静置时间范围为3至5小时。
8.根据权利要求1所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：所述步骤2）中，反应釜中还加有碱洗槽渣。
9.根据权利要求1所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：所述步骤3）中，混合物的降温值范围为25至35摄氏度。
10.根据权利要求1所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：所述步骤3）中的压滤机为板框压滤机。
11.根据权利要求1所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：所述步骤4）中，废铝屑与硫酸铝滤液的搅拌时间至少为2小时。
12.根据权利要求1所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：所述步骤4）中，置换出来的重金属包括镍和铬。
13.根据权利要求1所述的铝加工企业废弃污泥综合利用生产水处理剂硫酸铝的方法，其特征在于：所述产品质量标准具体为氧化铝的质量分数≥6.5%，铁的质量分数≤0.5%，水不溶物质的质量分数≤0.1%，1%水溶液PH 值≥3，砷的质量分数≤0.0005%，铅的质量分数≤0.002%，镉的质量分数≤0.001%，汞的质量分数≤0.00005%，铬的质量分数≤0.002%，镍的质量分数≤0.0005%。
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