CN109626648A - 一种可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水治理技术领域，公开了一种可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法，包括:步骤一，在含氟进水管道中加入溶解度高的氯化钙CaCl₂；氯化钙溶解后产生的钙离子Ca²⁺与污水中的氟离子F^‑反应生成难容性的沉淀物CaF₂；步骤二，在进水管道中加入净水剂，在竖流澄清池中初次沉淀；步骤三，通过气浮去除轻颗粒，经石英砂过滤，进一步去除氟化钙沉淀物。与现有方法相比，本发明降低效果更优，中水水质得到更好的优化，使污水中氟化物含量低至国家标准值5mg/L，对治理企业周边环境和河流污染取得良好的社会效益。

Description

一种可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法

技术领域

本发明属于污水治理技术领域，尤其涉及一种可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：①通过添加净水剂絮凝去除氟化物、②通过气浮过滤去除氟化物含量、③通过活性炭吸附过滤处理污水中的氟化物，但是其去除效率低，并不能达到国家排放标准，含氟废水的深度处理，采用离子交换数值法、电渗析法等，但是这些方法操作复杂，管理不方便，成本较高。

电解铝行业以氧化铝和氟化盐为原料，生产过程中的跑、冒、滴、漏等会产生大量的飞扬物，这些飞扬物到厕所、澡堂至下水沟的生活排水，设备冲洗水、设备冷却水、雨排水等就会产生含氟废水，氟化物由飞扬物的地面降尘和物料运输洒落于地面的氟化物随地面流水进入污水系统，致使污水中氟化物含量严重超标。

氟是人类及动植物必需的微量元素之一，微量氟能促进儿童生长发育和防龋齿。但过量的氟摄入机体不仅对骨骼系统造成损伤，还对消化、呼吸、神经系统造成损害，引起心血管、中枢神经等全身性的疾病。

目前铝行业大量采用混凝法、气浮法、吸附法、过滤法处理污水中的氟化物，但是其去除效率低，并不能达到国家排放标准，国家污水排放标准规定，氟化物属于二类污染物，《铝工业综合排放标准》（GB/T 25465-2010）中规定，自2012年1月1日起铝工业污水中氟化物排放限值为5mg/L。

综上所述，现有技术存在的问题是：

降低效果差，操作复杂，管理不方便，成本高。

目前铝行业大量采用混凝法、气浮法、吸附法、过滤法处理污水中的氟化物，但是其去除效率低，并不能达到国家排放标准。

解决上述技术问题的意义：

本发明的药剂选用选择了一种价格适宜的药剂，加药操作简单，而且便于管理，反应效果良好，反应后的沉淀选用了合适的方法去除。去除效果良好。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法。本发明针对电解铝行业污水中氟化物含量高，现有技术降低效果差等问题，提出了一种可靠有效降低铝行业污水中氟化物含量高的方法，通过本方法不仅降低了污水中氟化物含量，而且还有良好的社会效益。

本发明是这样实现的，一种可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法，所述可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法包括：

步骤一，在含氟进水管道中加入溶解度高的氯化钙CaCl₂；氯化钙溶解后产生的钙离子Ca²⁺与污水中的氟离子F^-反应生成难容性的沉淀物CaF₂；

步骤二，在进水管道中加入净水剂，在竖流澄清池中初次沉淀；

步骤三，通过气浮去除轻颗粒，经石英砂过滤，进一步去除氟化钙沉淀物。

进一步，氯化钙溶解后产生的钙离子Ca²⁺与污水中的氟离子F^-反应生成难容性的沉淀物CaF₂，反应方程式为：

Ca²⁺+2F^- = CaF₂↓ 。

进一步，净水剂为聚合氯化铝。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述的可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法中的氯化钙加药系统，所述氯化钙加药系统包括：

氯化钙化料器搅拌器，用于搅拌氯化钙溶液，加速溶解；

氯化钙化料箱，用于溶解氯化钙，将水加至药箱2/3处，然后加入氯化钙；氯化钙化料器搅拌器搅拌30分钟，加水将氯化钙化料箱注满；

氯化钙药箱，通过加药泵将药箱内氯化钙添加至污水中。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本方案采用添加氯化钙，最后通过净水剂絮凝沉淀，气浮过滤降低氟化物含量，整个操作简便，管理方便，采用沉淀、气浮、过滤三次分离，降低效果良好。通过实验有效的降低了污水中氟化物含量。

为了验证本发明方案的可行性，中铝连城分公司3#污水站、6#污水站的氟化物含量高达14.1mg/L、12.5mg/L。通过试验，3#污水站、6#污水站氟化物含量下降至1.71mg/L、3.95mg/L。与现有方法相比，本方法降低效果更优，中水水质得到更好的优化，使污水中氟化物含量低至国家标准值5mg/L，对治理企业周边环境和河流污染取得良好的社会效益，主要的效益如下：

环境效益

本发明处理后生活中水排入大通河，做到生活中水达标排放，杜绝了企业对大通河的污染和对周围村庄、田地、饮用水的影响，有利于农业生产和河流的环境保护。

社会效益

通过本方法降低了污水中氟化物含量，做到生活污水达标排放，为企业进一步发展创造了有利的外部条件，对企业周边环境起到了保护的作用，保证了区域环境不被污染。对整个铝行业起到了示范作用，作为标杆，成为其他企业学习的榜样，为其他企业提供了成功的经验和办法。

附图说明

图1是本发明实施例提供的可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法流程图。

图2是本发明实施例提供的3#污水处理站氟化物超标原因框图。

图3是本发明实施例提供的6#污水处理站氟化物超标的原因框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

目前铝行业大量采用混凝法、气浮法、吸附法、过滤法处理污水中的氟化物，但是其去除效率低，并不能达到国家排放标准。

下面结合具体分析对本发明作进一步描述。

图1，本发明实施例提供的可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法，包括：

1）在含氟进水管道中加入溶解度高的氯化钙（CaCl₂）。氯化钙溶解后产生的钙离子(Ca²⁺)与污水中的氟离子(F^-)反应生成难容性的沉淀物(CaF₂)，其反应方程式为：

Ca²⁺+2F^- = CaF₂↓

2）在进水管道中加入净水剂，在沉淀池沉积氯化钙。由于生成的氟化钙晶体的粒径较小，难以过滤，为了进行固液分离，通常需要加入大分子的絮凝剂，如聚合氯化铝（净水剂），形成的絮状物进行沉降分离去除氟化钙沉淀。

3）通过气浮去除较轻颗粒，经石英砂过滤，进一步去除氟化钙沉淀。

本发明实施例提供的可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的氯化钙加药系统，包括：

氯化钙化料器搅拌器，用于搅拌氯化钙溶液，加速溶解。

氯化钙化料箱，用于溶解氯化钙，先将水加至药箱2/3处，然后加入氯化钙，启动搅拌器搅拌30分钟，最后加水将药箱注满。

氯化钙药箱，通过加药泵将药箱内氯化钙添加至污水中。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

中铝连城分公司3#、6#污水处理站氟化物含量高于国家标准限值，连城分公司针对超标问题采用此方法来降低污水中氟化物含量，试验过程如下：

一、现状分析：

连城分公司现有5个污水处理站，委托甘肃宏强检测公司对5个污水站处理后中水水质进行检测，发现3#、6#污水处理站氟化物含量超标，检测值分别为14.1mg/l，12.5mg/l高于国家标准限值5mg/l。

二、超标的主要原因

3#污水处理站中氟化物浓度超标的原因：

图2为3#污水处理站氟化物超标原因框图；由图2可知，其主要来源有200KA电解吹洒于地面的氟化盐(电解铝采用氟化盐(冰晶石Na₃ALF₆)作为溶剂)及200KA电解生活污水(生活污水管沉淀氧化铝、氟化盐等)。电解厂氟化盐经飞扬进入污水处理系统，2016年虽进行了雨污分流改造项目，但仍有200KA生阳极马路东侧雨排水、电解厂房雨排水流入3#污水处理站，将洒落在地面的氟化物带入3#污水站，从而导致3#污水处理站中水中氟化物浓度偏高。

图3为6#污水处理站氟化物超标的原因框图。由图3可知，6#污水处理站污水中氟化物主要来源于500KA电解飞扬于地面的氟化盐、500KA炭素生产污水和熔铸厂循环冷却排水，电解厂氟化盐经飞扬进入污水处理系统，以及循环冷却排水中的氟化物导致6#污水处理站中水中氟化物超标。

三，解决措施：

1）首先在进水管中添加溶解度高的氯化钙（CaCl₂）来去除污水中的氟化物。

在原有运行工艺条件下，增加氯化钙（CaCl₂）加药装置，即新增化料器加药泵，重新配管至沉淀池入水口。通过加药泵将氯化钙溶液加入至进水管处，加药量计算过程如下：

添加标准计算：

2F^- + Ca----CaF₂

38 40

3#污水站 14.1 X

6#污水站 12.5 X

3#污水站每日处理量为1500m3，则需CaCL₂为61.78kg

6#污水站每日处理量为80m3，则需CaCL₂为2.92kg

2）、在进水管道中加入净水剂，使氯化钙形成的絮状物，在竖流澄清池中初次沉淀。

3）、通过气浮去除较轻颗粒，经石英砂过滤，进一步去除氟化钙沉淀。

气浮需添加溶气系统，即增加溶气罐，空压机，水泵。取用气浮池内污水，经水泵注入溶气罐；空压机将空气注入溶气罐，空气与水混合后送入气浮池，上浮的小气泡将较轻颗粒带上水面，然后经刮板将颗粒物刮到集泥池。最后经过气浮池底部石英砂过滤。

4）、降低效果：

通过一段时间的监控运行后，委托外委检测公司对3#站、6#污水处理站中水氟化物进行检测，从检测值看通过次方案降低了污水中氟化物含量，氟化物含量低于铝工业污水中氟化物排放限值为5mg/L。采用本方案来降低3#、6#污水站中水氟化物含量是可行有效的，达到了预期的优化目标，生活中水做到了达标排放。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法，其特征在于，所述可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法包括：

步骤一，在含氟进水管道中加入溶解度高的氯化钙CaCl₂；氯化钙溶解后产生的钙离子Ca²⁺与污水中的氟离子F^-反应生成难容性的沉淀物CaF₂；

步骤二，在进水管道中加入净水剂，在竖流澄清池中初次沉淀；

步骤三，通过气浮去除轻颗粒，经石英砂过滤，进一步去除氟化钙沉淀物。

2.如权利要求1所述的可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法，其特征在于，氯化钙溶解后产生的钙离子Ca²⁺与污水中的氟离子F^-反应生成难容性的沉淀物CaF₂，反应方程式为：

Ca²⁺+2F^- = CaF₂↓ 。

3.如权利要求1所述的可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法，其特征在于，净水剂为聚合氯化铝。

4.一种实施权利要求1所述的可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法中的氯化钙加药系统，其特征在于，所述氯化钙加药系统包括：

氯化钙化料器搅拌器，用于搅拌氯化钙溶液，加速溶解；

氯化钙化料箱，用于溶解氯化钙，将水加至药箱2/3处，然后加入氯化钙；氯化钙化料器搅拌器搅拌 30分钟，加水将氯化钙药箱注满；

氯化钙药箱，通过加药泵将药箱内氯化钙添加至污水中。