CN114853210B - 铝材生产废水的处理液及处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铝材生产废水的处理液及处理工艺，处理液包括硫酸、亚硫酸钙型脱硫灰浆、氢氧化钠和絮凝剂；所述亚硫酸钙型脱硫灰浆包括以下组分：亚硫酸钙尚未完全反应的氧化钙，尚未完全反应的氢氧化钙，亚硫酸钙占所述亚硫酸钙型脱硫灰浆重量比30‑60%，通过上述处理液能够将废水中的铬、氟和铝离子反应沉淀出，本发明还采用了调节装置、反应装置和沉淀装置来对铝材生产废水进行处理，能够充分将铝材废水中的有害物质清除。

Description

铝材生产废水的处理液及处理工艺
技术领域
本发明属于铝材污水处理技术领域，具体涉及一种铝材生产废水的处理液及处理工艺。
背景技术
目前，铝型材生产过程主要包括对成型铝材的脱脂、碱蚀、酸洗、氧化、封孔及着色，而经上述工序处理后的型材均需用水进行清洗，清理后的水就是铝材生产废水，铝材生产废水分为三种：1.主要污染物为六价铬的含铬废水2.主要污染物为氟和化学需氧量COD的高含氟的废水3.主要污染物为铝的低含氟废水，其中主要污染物为六价铬的含铬废水，主要工艺如下：先将六价铬还原呈三价铬，调节pH值至6-9，加入NAOH形成难溶物，最后加入絮凝剂反应成为大颗粒沉淀，其中将六价铬还原呈三价铬和调节pH值都在调节池中进行，然后进入到反应池加入NAOH形成小颗粒难溶物，最后排入到沉淀池进行沉淀；反应池中的化学反应最为关键，现有的涡流式反应釜存在反应不够充分和速率较慢的问题，有鉴于此遂有了本方案的产生。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种铝材生产废水的处理液及处理工艺，它能够充分将铝材废水中的有害物质清除。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：铝材生产废水的处理液，包括用于降低pH值的硫酸、还原六价铬呈三价铬的亚硫酸钙型脱硫灰浆、用于提升pH值和进行沉淀反应的氢氧化钠和絮凝剂；
所述亚硫酸钙型脱硫灰浆包括以下组分：
亚硫酸钙
尚未完全反应的氧化钙
尚未完全反应的氢氧化钙
亚硫酸钙占所述亚硫酸钙型脱硫灰浆重量比30-60%。
铝材生产废水的处理工艺，包括以下步骤：
S1：将铝材生产废水通入调节装置内，加入硫酸将pH值调节到2-4.5，加入亚硫酸钙型脱硫灰浆然后进行搅拌，将铝材生产废水中的六价铬进行还原成三价铬；
S2：将调节装置内的液体通入反应装置内，往转动内筒内加入氢氧化钠，调节pH值到6-6.5，驱动电机驱动转动内筒进行转动形成涡流，将铝材生产废水中的三价铬和三价铝变成氢氧化铬和氢氧化铝，而且废水中的氟离子与亚硫酸钙型脱硫灰浆中的氧化钙和氢氧化钙反应生成氟化钙；
S3：电磁阀打开，转动内筒的液体和小颗粒反应物流入多个分流管中，液体从连通管的喷嘴处喷向反应筒内，同一时刻时送液管将氢氧化钠液体送入第一雾化器，第一雾化器将氢氧化钠雾化后喷进反应筒内，反应筒内的pH值控制在6-8之间；
S4:反应筒将二次反应后的液体和反应物排入到沉淀装置，往沉淀装置中加入絮凝剂将小颗粒反应物进行沉淀形成污泥；
S5：将沉淀装置上层的液体收集；
S6：将沉淀装置下层的污泥挖出进行脱水处理后进行收集。
所述步骤S1中采用的调节装置包括调节体和搅拌桨，所述调节体形成有内腔，所述搅拌桨转动连接在所述调节体的内腔中，所述调节体的外侧壁形成有第一进口、第二进口和第一出口，所述第一进口、第二进口和第一出口与所述内腔相连通。
所述步骤S2采用的反应装置包括涡流机构、多个分流管和多个送液管，所述涡流机构的输出端与多个所述分流管的输入端连接在一起，多个所述分流管和涡流机构之间的连通通过电磁阀控制，多个雾化管分别连接在多个分流管的侧壁，多个雾化管与多个分流管相连通；
所述涡流机构包括固定外筒、转动内筒和驱动电机，所述转动内筒位于所述固定外筒内，所述转动内筒形成有容置腔，所述容置腔包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室竖直横截面成矩形状，所述第二腔室竖直横截面成长边朝上的等腰梯形，所述第一腔室和所述第二腔室形成内螺纹，所述转动内筒包括竖直段和锥形段，所述固定外筒与所述锥形段之间形成第一轴承，所述固定外筒与所述竖直段之间形成第二轴承，所述转动内筒外侧壁上形成有环形的外齿，所述固定外筒与所述外齿相对应处形成有缺口，所述驱动电机固定在所述固定外筒上，所述驱动电机的输出端形成有第一齿轮，所述第一齿轮伸入所述缺口与所述外齿相啮合；
所述分流管包括连接管和反应筒，所述反应筒形成有第三腔室，所述反应筒上表面形成有第一通孔，所述反应筒侧壁上有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔与所述第三腔室相连通，所述连接管和所述第一通孔相连通，所述连接管端面形成有喷嘴，所述喷嘴伸入所述第三腔室内，所述送液管与所述第二通孔之间通过第一雾化器相连通。
所述步骤S4中采用的沉淀装置为竖流式沉淀池。
所述步骤S1中亚硫酸钙型脱硫灰浆和铝材生产废水重量比为1:200。
所述步骤S4中絮凝剂与铝材生产废水重量比为1：5000。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明中的反应装置的涡流机构，通过设置转动内筒在固定外筒里面转动，防止转动内筒在工作过程中，操作者站太近被卷入。
2.当铝材生产废水和氢氧化钠通入转动内筒时，转动内筒转动起来时，液体受到离心力的作用会产生涡流，液体混合效率变高反应更加充分，当电磁阀打开时，由于转动内筒上设置有内螺纹，产生的水涡流会更加的明显，由上同理可得液体混合效率会进一步变高反会更加充分。
3.反应后的反应物和未反应的液体进入连接管中，送液管输送氢氧化钠进入到第一雾化器中，连接管的喷嘴和第一雾化器的输出端同时朝反应筒内喷出液体，使得未反应液体在反应筒内和氢氧化钠进一步进行反应，通过上述结构设置，使得整个反应过程更加的充分。
附图说明
图1为本发明中采用的调节装置、反应装置和沉淀装置的正视结构示意图；
图2为本发明中反应装置的立体结构示意图；
图3为本发明中涡流机构的剖视结构示意图；
图4为本发明中分流管的剖视结构示意图。
图中标记：1、调节装置；11、调节体；12、搅拌桨；
2、反应装置；21、涡流机构；211、固定外筒；2111、缺口；212、转动内筒；2121、外齿；213、驱动电机；2131、第一齿轮；214、第二轴承；215、第一轴承；
22、分流管；221、连接管；2211、喷嘴；222、反应筒；23、送液管；231、第一雾化器；3、沉淀装置。
具体实施方式
为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1-4所示，本实施例中选用的亚硫酸钙型脱硫灰浆各组分重量比为：亚硫酸钙40%、尚未完全反应的氧化钙5%、尚未完全反应的氢氧化钙5%、碳酸钙20%和粉煤灰30%，本发明提供了用于一种铝材生产废水的处理工艺中的调节装置1、反应装置2和沉淀装置3。
调节装置1包括调节体11和搅拌桨12，调节体11形成有内腔，搅拌桨12转动连接在调节体11的内腔中，调节体11的外侧壁形成有第一进口、第二进口和第一出口，第一进口、第二进口和第一出口与内腔相连通，铝材生产废水从第一进口通入到调节体11内，然后从第二进口通入硫酸，将调节体11内的铝材生产废水的pH值调整到2-4.5，具体地，调整到3为最优pH值，将亚硫酸钙型脱硫灰浆从第二进口通入到调节体11内，亚硫酸钙型脱硫灰浆和铝材生产废水重量比为1:200，搅拌桨12转动，将混合后的液体充分搅拌15分钟，将铝材生产废水中的六价铬进行还原成三价铬。
反应装置2包括涡流机构21、多个分流管22和多个送液管23，在反应过程中，反应装置2的各个装置内的pH值控制在6-8之间，涡流机构21的输出端与多个分流管22的输入端连接在一起，多个分流管22和涡流机构21之间的连通通过电磁阀（图中未示出）控制，多个雾化管分别连接在多个分流管22的侧壁，多个雾化管与多个分流管22相连通。
涡流机构21包括固定外筒211、转动内筒212和驱动电机213，转动内筒212位于固定外筒211内，转动内筒212形成有容置腔，容置腔包括第一腔室和第二腔室，第一腔室竖直横截面成矩形状，第二腔室竖直横截面成长边朝上的等腰梯形，第一腔室和第二腔室形成内螺纹，转动内筒212包括竖直段和锥形段，固定外筒211与锥形段之间形成第一轴承215，固定外筒211与竖直段之间形成第二轴承214，转动内筒212外侧壁上形成有环形的外齿2121，固定外筒211与外齿2121相对应处形成有缺口2111，驱动电机213固定在固定外筒211上，驱动电机213的输出端形成有第一齿轮2131，第一齿轮2131伸入缺口2111与外齿2121相啮合；在调整体内搅拌后的混合液体，排入到转动内筒212内，电磁阀属于关闭状态，往转动内筒212加入氢氧化钠，将pH值调整到6-6.5，具体地，最优pH值为6.5，驱动电机213的输出端发送转动，第一齿轮2131与转动内筒212上的外齿2121相啮合，从而带动转动内筒212发送转动，转动内筒212内形成涡流，使得混合液体充分反应，将铝材生产废水中的三价铬和三价铝变成氢氧化铬和氢氧化铝，而且废水中的氟离子与亚硫酸钙型脱硫灰浆中的氧化钙和氢氧化钙反应生成氟化钙。
分流管22包括连接管221和反应筒222，反应筒222形成有第三腔室，反应筒222上表面形成有第一通孔，反应筒222侧壁上有第二通孔，第一通孔和第二通孔与第三腔室相连通，连接管221和第一通孔相连通，连接管221端面形成有喷嘴2211，喷嘴2211伸入第三腔室内，送液管23与第二通孔之间通过第一雾化器231相连通，在转动内筒212中混合反应结束后，电磁阀打开，转动内筒212上设置有内螺纹，产生的水涡流会更加的明显，液体混合效率变高，将反应后的反应物和未反应的液体进入到连接管221中，送液管23输送氢氧化钠进入到第一雾化器231中，连通管的喷嘴2211和第一雾化器231的输出端同时朝反应筒222内喷出液体，反应筒222内的pH值保持在6-8，具体地，pH值保持在7效果最好，使得未反应液体在反应筒222内和氢氧化钠进一步进行反应，通过反应装置2的多次反应，能够使铝材生产废水中的污染物充分被反应掉，形成难溶的小颗粒物。
沉淀装置3为现有的竖流式沉淀池，从反应装置2反应玩的液体和反应物排入到竖流式沉淀池内，往竖流式沉淀池内加入絮凝剂，具体地，絮凝剂为聚丙烯酰胺，絮凝剂与铝材生产废水重量比为1：5000，反应物和液体在竖流式沉淀池，停留时间2-3小时，具体地，停留时间为3小时最佳，小颗粒反应物在絮凝剂的作用下，形成污泥沉淀，停留时间达到后，竖流式沉淀池的上层清液可直接收集排放，下层的污泥卸出以后进行脱水处理后进行压制，压制呈泥饼后将泥饼收集。
以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明创造精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.铝材生产废水的处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将铝材生产废水通入调节装置内，加入硫酸将pH值调节到2-4.5，加入亚硫酸钙型脱硫灰浆然后进行搅拌，将铝材生产废水中的六价铬进行还原成三价铬；
S2：将调节装置内的液体通入反应装置内，往转动内筒内加入氢氧化钠，调节pH值到6-6.5，驱动电机驱动转动内筒进行转动形成涡流，将铝材生产废水中的三价铬和三价铝变成氢氧化铬和氢氧化铝，而且废水中的氟离子与亚硫酸钙型脱硫灰浆中的氧化钙和氢氧化钙反应生成氟化钙；
S3：电磁阀打开，转动内筒的液体和小颗粒反应物流入多个分流管中，液体从连通管的喷嘴处喷向反应筒内，同一时刻时送液管将氢氧化钠液体送入第一雾化器，第一雾化器将氢氧化钠雾化后喷进反应筒内，反应筒内的pH值控制在6-8之间；
S4:反应筒将二次反应后的液体和反应物排入到沉淀装置，往沉淀装置中加入絮凝剂将小颗粒反应物进行沉淀形成污泥；
S5：将沉淀装置上层的液体收集；
S6：将沉淀装置下层的污泥挖出进行脱水处理后进行收集；
所述亚硫酸钙型脱硫灰浆包括以下组分：
亚硫酸钙；
尚未完全反应的氧化钙；
尚未完全反应的氢氧化钙；
亚硫酸钙占所述亚硫酸钙型脱硫灰浆重量比30-60%；
所述步骤S2采用的反应装置包括涡流机构、多个分流管和多个送液管，所述涡流机构的输出端与多个所述分流管的输入端连接在一起，多个所述分流管和涡流机构之间的连通通过电磁阀控制，多个雾化管分别连接在多个分流管的侧壁，多个雾化管与多个分流管相连通；
所述涡流机构包括固定外筒、转动内筒和驱动电机，所述转动内筒位于所述固定外筒内，所述转动内筒形成有容置腔，所述容置腔包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室竖直横截面成矩形状，所述第二腔室竖直横截面成长边朝上的等腰梯形，所述第一腔室和所述第二腔室形成内螺纹，所述转动内筒包括竖直段和锥形段，所述固定外筒与所述锥形段之间形成第一轴承，所述第一轴承外圈与所述固定外筒固定在一起，所述第一轴承内圈与所述转动内筒固定在一起，所述固定外筒与所述竖直段之间形成第二轴承，所述第二轴承外圈与所述固定外筒固定在一起，所述第二轴承内圈与所述转动内筒固定在一起，所述转动内筒外侧壁上形成有环形的外齿，所述固定外筒与所述外齿相对应处形成有缺口，所述驱动电机固定在所述固定外筒上，所述驱动电机的输出端形成有第一齿轮，所述第一齿轮伸入所述缺口与所述外齿相啮合；
所述分流管包括连接管和反应筒，所述反应筒形成有第三腔室，所述反应筒上表面形成有第一通孔，所述反应筒侧壁上有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔与所述第三腔室相连通，所述连接管和所述第一通孔相连通，所述连接管端面形成有喷嘴，所述喷嘴伸入所述第三腔室内，所述送液管与所述第二通孔之间通过第一雾化器相连通。
2.根据权利要求1所述的铝材生产废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤S1中采用的调节装置包括调节体和搅拌桨，所述调节体形成有内腔，所述搅拌桨转动连接在所述调节体的内腔中，所述调节体的外侧壁形成有第一进口、第二进口和第一出口，所述第一进口、第二进口和第一出口与所述内腔相连通。
3.根据权利要求1所述的铝材生产废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤S4中采用的沉淀装置为竖流式沉淀池。
4.根据权利要求1所述的铝材生产废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤S1中亚硫酸钙型脱硫灰浆和铝材生产废水重量比为1:200。
5.根据权利要求1所述的铝材生产废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤S4中絮凝剂与铝材生产废水重量比为1：5000。
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