CN109205864A - 一种赤泥脱碱废水的处理方法 - Google Patents

一种赤泥脱碱废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

一种氧化铝生产赤泥脱碱废水的处理方法。步骤包括，赤泥经过脱碱得到脱碱赤泥和脱碱废水，调节所述脱碱废水的pH值，使得pH>11.8，然后进行微滤、超滤，所得滤液再经过电渗析增浓，对所述电渗析增浓工序获得的浓液采用双极膜电渗析制酸碱，所得的碱液用于氧化铝生产或脱碱废水的pH值调节，所得的酸液和稀液返回赤泥脱碱工序。此种处理方法在实现赤泥脱碱的同时，可实现脱碱废水的零排放。

Description

一种赤泥脱碱废水的处理方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，特别涉及一种赤泥脱碱废水的处理方法。
背景技术
赤泥是氧化铝工业排除的污染性废渣，每生产1t氧化铝约产出1.0-1.8t赤泥。目前大部分采取赤泥库(坝)湿法存放或脱水干化处理的方法，不仅侵占农田，存在溃坝隐患，而且赤泥中的碱将向地下渗透，造成地下水体和土壤污染；同时裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，对人类和动植物的生存造成不良影响，恶化生态环境。
赤泥具有强碱性且成分与性质复杂，金属氧化物含量丰富较高。对于赤泥的综合利用的研究，主要集中在建筑材料、环境材料、有价金属的提取以及其他一些复合材料的制备，但赤泥废弃物的特点之一是排放量大，且综合利用率极低(10％左右)。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产量还将不断增加。将赤泥作为环境材料、对其有价金属进行提取及将之制备成复合材料，虽然附加值比较高，但对赤泥的消耗量非常小。鉴于赤泥的大排放量，将赤泥脱碱后进行土壤性能优化，使其达到复垦要求，才能真正实现环境友好，此方法的关键是解决脱碱废水的处理问题，不产生二次污染。
目前，鉴于赤泥脱碱会产生的大量低浓度废水，给废水再利用、再生或外排都造成较大困难，故大规模的赤泥脱碱未见报道，大量低浓度废水的产生制约着赤泥无害化、资源化利用的步伐。本发明在实现赤泥脱碱的同时，对脱碱废水进行一系列处理后，所得酸碱液全部回用于生产，所产生稀液可继续用于赤泥脱碱，完全实现了脱碱废水的零排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种赤泥脱碱废水的处理方法，实现赤泥脱碱处理和脱碱废水的零排放。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种赤泥脱碱废水的处理方法，其特征在于，赤泥经过脱碱得到脱碱赤泥和脱碱废水，调节所述脱碱废水的pH值，使得PH>11.8，然后进行微滤、超滤，所得滤液再经过电渗析增浓，对所述电渗析增浓工序获得的浓液采用双极膜电渗析制酸碱，所得的碱液用于氧化铝生产或脱碱废水的pH值调节，所得的酸液和稀液返回赤泥脱碱工序。稀液组分与前述电渗析增浓液的组分相同，其主要成分为Na+和酸根离子，浓度较电渗析增浓液小，约是电渗析增浓液浓度的1/1000-1/100。
进一步的，赤泥经过SO2、H2SO4、HCl进行脱碱处理。
进一步的，赤泥在脱碱处理时加入MgCl2、CaCl2、CaO、MgO添加剂提高脱碱脱除率。
进一步的，赤泥脱碱时控制赤泥浆液整体pH值在1.0-3.0之间。
进一步的，通过加入NaOH调节所述脱碱废水的pH值至11.8以上。
进一步的，在所述脱碱废水pH值达到11.8以上时，补充氯化镁或氧化镁，然后进行微滤，膜孔径＜0.45μm。膜孔径等于膜容许通过的最大离子半径。
进一步的，所述超滤采用中空纤维膜，膜孔径＜0.05μm，操作压力0.30-0.45MPa。
进一步的，所述的电渗析增浓工序采用均相膜电渗析增浓，增浓至Na+浓度超过100g/L。Na+浓度小于150 g/L。
进一步的，增浓后所得的浓液，其主要成分为Na+、K+、SO4 2-、Cl-，其水质指标为水温5-40℃，耗氧量＜20mg/L，铁＜0.1mg/L，锰＜0.1mg/L，浊度＜1.0mg/L，Mg、Ca＜3.0mg/L，其他二价离子＜0.1mg/L，油含量＜0.1mg/L。
进一步的，经双极膜电渗析制酸碱工序，阳极室产物为NaOH溶液,或NaOH与KOH混合溶液，浓度为8%-20%，阴极室产物为H2SO4溶液或H2SO4与HCl混合溶液，浓度为8%-20%。
有益效果：
本发明将赤泥脱碱废水经过pH调节、微滤、超滤、均相膜电渗析增浓及双极膜电渗析制酸碱等工序，最终从赤泥脱碱废水中制得较高浓度的酸液和碱液，产品及尾水根据水质不同分别回用于赤泥脱碱、氧化铝生产、废水处理等多个工序，对比现有工艺,本发明在实现赤泥脱碱的同时，所得酸碱液全部回用于生产，所产生稀液可继续用于赤泥脱碱，完全实现了脱碱废水的零排放，具有显著的环境效益。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
一种赤泥脱碱废水的处理方法,先用SO2、H2SO4、HCl等酸性物质对赤泥泥浆进行脱碱处理，为保证脱碱效率可加入适量的MgCl2、CaCl2、CaO、MgO等添加剂，脱碱时要控制浆液整体pH值在1.0-3.0之间，避免过多金属离子进入溶液。得到脱碱废水后，先加入适量NaOH调节赤泥脱碱废水的pH值至11.8以上，可补充适量氯化镁或氧化镁等镁剂，然后进行微滤，膜孔径＜0.45μm，接着采用中空纤维膜进行超滤，膜孔径＜0.05μm，操作压力0.30-0.45MPa。经前述处理的赤泥脱碱废水需经过均相膜电渗析增浓至Na+浓度大于等于100g/L。电渗析增浓获得的浓液，采用双极膜电渗析制酸碱，阳极室产物为NaOH溶液,或NaOH与KOH混合溶液，浓度为8%-20%，阴极室产物为H2SO4溶液或H2SO4与HCl混合溶液，浓度为8%-20%。电渗析增浓工序的稀溶液可返回赤泥脱碱工序使用。双极膜电渗析工序产生的稀溶液可返回赤泥脱碱工序使用。双极膜电渗析所制得的碱液可回用于氧化铝生产工序或脱碱废水的pH调节，双极膜电渗析所制得的酸溶液可回用于赤泥脱碱。
实施例1
A厂赤泥，先用SO2对赤泥泥浆进行脱碱处理，同时加入适量的MgCl2以增加脱碱率，并控制浆液整体pH值在1.0-3.0之间。得到脱碱废水后，先加入适量NaOH调节赤泥脱碱废水的pH值至11.8以上，补充适量氧化镁，然后进行微滤，膜孔径＜0.45μm，接着采用中空纤维膜进行超滤，膜孔径＜0.05μm，操作压力0.30MPa。经前述处理的赤泥脱碱废水经均相膜电渗析增浓至Na+浓度110g/L，35V，操作电流≤20A/m2，工作水温35℃。电渗析增浓获得的浓液，采用双极膜电渗析制酸碱，阳极室产物为NaOH与KOH混合溶液，浓度为15%，阴极室产物为H2SO4与HCl混合溶液，浓度为14%。电渗析增浓工序的稀溶液返回赤泥脱碱工序使用。双极膜电渗析工序产生的稀溶液返回赤泥脱碱工序使用。双极膜电渗析所制得的碱液回用于氧化铝生产工序和脱碱废水的pH调节，双极膜电渗析所制得的酸溶液回用于赤泥脱碱，整个工艺实现废水零排放。
实施例2
B厂赤泥先用H2SO4对赤泥泥浆进行脱碱处理，为保证脱碱效率，加入了适量CaO，并控制浆液整体pH值在1.0-3.0之间。得到脱碱废水后，先加入适量NaOH调节赤泥脱碱废水的pH值至11.8以上，补充适量氧化镁剂，然后进行微滤，膜孔径＜0.45μm，接着采用中空纤维膜进行超滤，膜孔径＜0.05μm，操作压力0.40MPa。经前述处理的赤泥脱碱废水需经过均相膜电渗析增浓至Na+浓度为105g/L,40V，操作电流≤20A/m2，工作水温40℃。电渗析增浓获得的浓液，采用双极膜电渗析制酸碱，阳极室产物为NaOH与KOH混合溶液，浓度为8%，阴极室产物为H2SO4溶液，浓度为8%。电渗析增浓工序的稀溶液返回赤泥脱碱工序使用。双极膜电渗析工序产生的稀溶液返回赤泥脱碱工序使用。双极膜电渗析所制得的碱液回用于氧化铝生产工序和脱碱废水的pH调节，双极膜电渗析所制得的酸溶液回用于赤泥脱碱。
实施例3
C厂赤泥HCl对赤泥泥浆进行脱碱处理，加入适量的CaCl2，并控制浆液整体pH值在1.0-3.0之间。得到脱碱废水后，先加入适量NaOH调节赤泥脱碱废水的pH值至11.8以上，补充适量氧化镁，然后进行微滤，膜孔径＜0.45μm，接着采用中空纤维膜进行超滤，膜孔径＜0.05μm，操作压力0.45MPa。经前述处理的赤泥脱碱废水需经过均相膜电渗析增浓至Na+浓度120g/L, 44V，操作电流≤20A/m2，工作水温35℃。电渗析增浓获得的浓液，采用双极膜电渗析制酸碱，阳极室产物为NaOH与KOH混合溶液，浓度为20%，阴极室产物为HCl溶液，浓度为20%。电渗析增浓工序的稀溶液返回赤泥脱碱工序使用。双极膜电渗析工序产生的稀溶液返回赤泥脱碱工序使用。双极膜电渗析所制得的碱液回用于脱碱废水的pH调节，双极膜电渗析所制得的酸溶液回用于赤泥脱碱。

Claims (10)

1.一种赤泥脱碱废水的处理方法，其特征在于，赤泥经过脱碱得到脱碱赤泥和脱碱废水，调节所述脱碱废水的pH值，使得pH>11.8，然后进行微滤、超滤，所得滤液再经过电渗析增浓，对所述电渗析增浓工序获得的浓液采用双极膜电渗析制酸碱，所得的碱液用于氧化铝生产或脱碱废水的pH值调节，所得的酸液和稀液返回赤泥脱碱工序。
2.根据权利要求1所述的赤泥脱碱废水的处理方法，其特征在于，赤泥经过SO2、H2SO4、HCl进行脱碱处理。
3.根据权利要求2所述的赤泥脱碱废水的处理方法，其特征在于，赤泥在脱碱处理时加入MgCl2、CaCl2、CaO、MgO添加剂提高脱碱脱除率。
4.根据权利要求3所述的赤泥脱碱废水的处理方法，其特征在于，赤泥脱碱时控制赤泥浆液整体pH值在1.0-3.0之间。
5.根据权利要求1所述的赤泥脱碱废水的处理方法，其特征在于，通过加入NaOH调节所述脱碱废水的pH值至11.8以上。
6.根据权利要求1所述的赤泥脱碱废水的处理方法，其特征在于，在所述脱碱废水pH值达到11.8以上时，补充氯化镁或氧化镁，然后进行微滤，膜孔径＜0.45μm。
7.根据权利要求1所述的赤泥脱碱废水的处理方法，其特征在于，所述超滤采用中空纤维膜，膜孔径＜0.05μm，操作压力0.30-0.45MPa。
8.根据权利要求1所述的赤泥脱碱废水的处理方法，其特征在于，所述的电渗析增浓工序采用均相膜电渗析增浓，增浓至Na+浓度超过100g/L。
9.根据权利要求8所述的赤泥脱碱废水的处理方法，其特征在于，增浓后所得的浓液，其主要成分为Na+、K+、SO4 2-、Cl-，其水质指标为水温5-40℃，耗氧量＜20mg/L，铁＜0.1mg/L，锰＜0.1mg/L，浊度＜1.0mg/L，Mg、Ca＜3.0mg/L，其他二价离子＜0.1mg/L，油含量＜0.1mg/L。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的赤泥脱碱废水的处理方法，其特征在于，经双极膜电渗析制酸碱工序，阳极室产物为NaOH溶液,或NaOH与KOH混合溶液，浓度为8%-20%，阴极室产物为H2SO4溶液或H2SO4与HCl混合溶液，浓度为8%-20%。
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