CN214611959U

CN214611959U - 一种电解铝行业动态一体化水处理系统

Info

Publication number: CN214611959U
Application number: CN202120513603.7U
Authority: CN
Inventors: 李俊; 袁东平; 苏勇; 孟正国; 徐天俊; 夏开俊; 孙运仲; 刘俊; 朱留卫; 孙兴
Original assignee: Qujing Yunnan Aluminium Yuxin Aluminium Co ltd
Current assignee: Qujing Yunnan Aluminium Yuxin Aluminium Co ltd
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2031-03-11

Abstract

本实用新型公开了一种电解铝行业动态一体化水处理系统，包括粗滤槽、混合器、反应池和沉淀池，粗滤槽内竖直设置有滤网，混合器内设置有搅拌装置，混合器的顶部设置有PAC加料斗，反应池包括多个反应器，反应器包括从上到下依次连接的顶板、壳体和底锥，壳体内的中部设置有电絮凝区，电絮凝区内平行等间距布置有多块矩形的电极板，电极板的下方设置有多根支撑条，电极板的两侧各设置有多根限位条，支撑条和限位条均为非导电性材料，反应器的外侧设置有与电极板连通的电源。本实用新型结构合理，除氟效果好，处理后氟含量稳定，具有显著的经济价值和社会价值。

Description

一种电解铝行业动态一体化水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种电解铝行业动态一体化水处理系统。

背景技术

电解铝的生产工艺是以氧化铝和氟化盐为原料，采用熔盐电解法，通过电解的方式生产金属铝，在电解的过程中，部分氟化物会随电解烟气挥发出去，并在电解厂区散落，其中一部分散落的氟化物会进入厂区循环水系统，并最终进入污水处理站，还有一部分散落的氟化物会被雨水冲刷进入厂区初期雨水收集池，最终同样进入污水处理站，由此可见，电解铝厂的废水中往往都含有一定量的氟，其含量约为5～200mg/L，而人、动物和植物吸收过量的氟，都会造成一定的危害，因此，在电解铝厂的污水处理时，根据国家规定，必须降低废水中的氟含量至5mg/L以下。

电絮凝法就是一种对含氟废水的处理方法，其反应原理是以铝、铁等金属为阳极，在直流电的作用下，阳极被溶蚀，产生铝离子和铁离子等离子，再经一系列水解、聚合及亚铁的氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物一级氢氧化物，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离，同时，由于阳极的氧化作用和阴极的还原作用，还能去除水中多种污染物。目前，使用电絮凝法对含氟废水进行处理还存在运行电压较高，功耗较大，除氟效果不好，电流分布和电极消耗不均匀等问题；其次，采用电絮凝法去除氟离子存在一定的局限性，表现在经过处理后的废水过一段时间后氟含量会反弹上升。因此，研制开发一种结构合理，除氟效果好，处理后氟含量稳定的电解铝行业动态一体化水处理系统是客观需要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构合理，除氟效果好，处理后氟含量稳定的电解铝行业动态一体化水处理系统。

本实用新型的目的是这样实现的，包括粗滤槽、混合器、反应池和沉淀池，粗滤槽内竖直设置有滤网，滤网一侧的粗滤槽侧壁上设置有进水管，另一侧的粗滤槽侧壁上设置有第一出水管，第一出水管上设置有第一水泵，混合器内设置有搅拌装置，混合器的顶部设置有PAC加料斗，第一出水管的出水端与混合器上部的侧壁连通，混合器的下部设置有第二出水管，第二出水管上设置有第二水泵，反应池包括多个反应器，反应器包括从上到下依次连接的顶板、壳体和底锥，顶板、壳体和底锥的截面形状均为矩形，壳体上部的一侧设置有进水口，与进水口相对的另一侧设置有出水口，第二出水管的出水端与进水口连通，相邻两个反应器的进水口和出水口之间通过连通管连通，壳体内的中部设置有电絮凝区，电絮凝区与进水口之间的壳体内部空间为进水区，电絮凝区与出水口之间的壳体内部空间为出水区，电絮凝区内平行等间距布置有多块矩形的电极板，相邻两块电极板之间的距离为15～25mm，电极板的长度方向平行于进水口和出水口之间的连线，电极板的下方设置有多根支撑条，电极板的两侧各设置有多根限位条，支撑条和限位条均为非导电性材料，反应器的外侧设置有与电极板连通的电源，电源为高频脉冲直流电源，底锥的底部设置有底部检修门，底锥的侧壁上设置有侧面检修门，位于最后的一个反应器的出水口通过排水管与沉淀池连通。

进一步的，电极板为铝板或铁板。

进一步的，相邻两块电极板之间的距离为20mm。

进一步的，在朝向电极板一侧的支撑条和限位条侧面上均加工有凹槽，电极板的两端和下端分别插装在相应支撑条和限位条的凹槽内。

进一步的，电极板的数量为大于2的偶数，其中奇数块的电极板与电源的正极连通，偶数块的电极板与电源的负极连通。

进一步的，顶板上设置矩形外壳，矩形外壳的上端设置有安装板，安装板上设置有气缸，矩形外壳内设置有升降板，气缸的活塞杆穿过安装板后与升降板连接，升降板的下端设置有多根连杆，每相邻两块电极板之间的间隙内均设置有一块水平刮板，水平刮板通过连杆与升降板连接。

进一步的，反应器的数量为四个，四个反应器呈矩形阵列布置。

进一步的，底锥的底部设置有底部检修门，底锥的侧壁上设置有侧面检修门。

本实用新型在使用时，先将废水排入粗滤槽，通过滤网过滤废水中夹杂的大颗粒污物和杂质，减轻后续处理工序的工作负荷，然后将粗滤后的废水排入混合器，在混合器内加入PAC药剂，初步降低废水中的含氟量，调节废水的PH值，有利于电絮凝的除氟效果，保持处理后废水的含氟量稳定而不反弹，然后将废水依次通入各个反应器，同时开启电源，对电极板通电，经一系列水解、聚合及亚铁的氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物一级氢氧化物，使废水中的氟、胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离，同时由于阳极的氧化作用和阴极的还原作用，去除废水中的多种污染物，最后将废水排入沉淀池进行沉淀，即可将废水中的沉淀除去，得到净水。在上述处理过程中，反应池采用了多个连续的反应器，在每个反应器中设置多块电极板，逐级电解反应，极距合适，需要的电流较小，功耗较低，耗电量相对较低，处理效果较好，整个处理系统结合了化学法和电絮凝法，能较好的去除废水中的各种杂质，保持处理后废水的氟含量稳定而不反弹。本实用新型结构合理，除氟效果好，处理后氟含量稳定，具有显著的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型中反应器的侧视结构示意图；

图4为图2中节点A的放大结构示意图；

图中：1-粗滤槽，2-混合器，3-反应池，4-沉淀池，5-滤网，6-进水管，7-第一出水管，8-第一水泵，9-搅拌装置，10-PAC加料斗，11-第二出水管，12-第二水泵，13-顶板，14-壳体，15-底锥，16-支柱，17-进水口，18-出水口，19-连通管，20-电絮凝区，21-进水区，22-出水区，23-电极板，24-支撑条，25-限位条，26-电源，27-底部检修门，28-侧面检修门，29-排水管，30-凹槽，31-矩形外壳，32-安装板，33-气缸，34-升降板，35-水平刮板，36-连杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1～4所示，本实用新型包括粗滤槽1、混合器2、反应池3和沉淀池4，粗滤槽1内竖直设置有滤网5，滤网5一侧的粗滤槽1侧壁上设置有进水管6，另一侧的粗滤槽1侧壁上设置有第一出水管7，第一出水管7上设置有第一水泵8，混合器2内设置有搅拌装置9，混合器2的顶部设置有PAC加料斗10，第一出水管7的出水端与混合器2上部的侧壁连通，混合器2的下部设置有第二出水管11，第二出水管11上设置有第二水泵12，反应池3包括多个反应器，多个反应器呈矩形阵列，反应器包括从上到下依次连接的顶板13、壳体14和底锥15，顶板13、壳体14和底锥15的截面形状均为矩形，实际设置时，可在壳体14下部的外壁上均布多根支柱16，用以对整个反应器进行支撑，壳体14上部的一侧设置有进水口17，与进水口17相对的另一侧设置有出水口18，第二出水管11的出水端与位于第一个的反应器进水口17连通，相邻两个反应器的进水口17和出水口18之间通过连通管19连通，壳体14内的中部设置有电絮凝区20，电絮凝区20与进水口17之间的壳体14内部空间为进水区21，电絮凝区20与出水口18之间的壳体14内部空间为出水区22，电絮凝区20内平行等间距布置有多块矩形的电极板23，优选地，电极板23为铝板或铁板，相邻两块电极板23之间的距离为15～25mm，电极板23的长度方向平行于进水口17和出水口18之间的连线，电极板23的下方设置有多根支撑条24，电极板23的两侧各设置有多根限位条25，支撑条24和限位条25均为非导电性材料，反应器的外侧设置有与电极板23连通的电源26，电源26为高频脉冲直流电源，位于最后的一个反应器的出水口18通过排水管29与沉淀池4连通。

本实用新型在使用时，先将废水排入粗滤槽1，通过滤网5过滤废水中夹杂的大颗粒污物和杂质，减轻后续处理工序的工作负荷，然后将粗滤后的废水排入混合器2，在混合器2内加入PAC药剂，初步降低废水中的含氟量，调节废水的PH值，有助于废水中的离子充分络合，有利于提高电絮凝的除氟效果，保持处理后废水的含氟量稳定而不反弹，然后将废水依次通入各个反应器，同时开启电源26，对电极板23通电，经一系列水解、聚合及亚铁的氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物一级氢氧化物，使废水中的氟、胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离，同时由于阳极的氧化作用和阴极的还原作用，去除废水中的多种污染物，最后将废水排入沉淀池4进行沉淀，即可将废水中的沉淀除去，得到净水。在上述处理过程中，反应池3采用了多个连续的反应器，在每个反应器中设置多块电极板23，逐级电解反应，极距合适，相对于圆柱体电极和格栅式电极来说，电流分布和电极消耗更为均匀，功耗较低，处理效果较好，整个处理系统结合了化学法和电絮凝法，能较好的去除废水中的各种杂质，保持处理后废水的氟含量稳定而不反弹，实现电解铝行业废水的动态一体化处理。

经实践，某公司安装的反应器，其规格为2500×1700×1500mm，支柱16采用12＃槽钢合为方管使用，顶板13、壳体14和底锥15使用10mm厚的钢板焊接制作，并在壳体14外壁设置加强圈增加刚性，电极板23的规格为2000×1000×5mm，极距为20mm，每个反应器中的电极板23数量为66块，电源26为4V、5000A，功率240Kw，具备换向功能，输出电流为2000A，进水流量为30m³/h，PAC添加量为0.2～0.4kg/m³，废水PH值控制在6～6.8，电流密度为5～10A/m²，每个反应器中废水的停留处理时间为20～30分钟，电耗为0.6～1.2kwh/ m³，废水的日处理量为1200 m³，废水原水的含氟量约为5～200mg/L，经处理后废水中的含氟量可达到0.4～0.8mg/L，且含氟量不会反弹而升高，可较好的满足相关标准规定的排放要求。

优选地，相邻两块电极板23之间的距离为20mm，此时，电极板23中的电流较大，运行的电压低，电流分布均匀，反应效果好，也可根据实际情况适当改变电极板23之间的距离。

为了便于电极板23的安装，也为了便于电极板23的维护和更换，在朝向电极板23一侧的支撑条24和限位条25侧面上均加工有凹槽30，电极板23的两端和下端分别插装在相应支撑条24和限位条25的凹槽30内。

优选地，电极板23的数量为大于2的偶数，其中奇数块的电极板23与电源26的正极连通，偶数块的电极板23与电源26的负极连通，在实际使用时，也可使奇数块的电极板23与电源26的负极连通，偶数块的电极板23与电源26的正极连通，便于安装和使用即可。

顶板13上设置矩形外壳31，矩形外壳31的上端设置有安装板32，安装板32上设置有气缸33，矩形外壳31内设置有升降板34，气缸33的活塞杆穿过安装板32后与升降板34连接，每相邻两块电极板23之间的间隙内均设置有一块水平刮板35，水平刮板35通过连杆36与升降板34连接。本实用新型在使用一段时间后，在电极板23上会附着一层渣泥，无疑会影响到电絮凝的絮凝效果，为了将这些渣泥清除，可定期开启气缸33，气缸33依次带动升降板34、连杆36和水平刮板35上下移动，水平刮板35在上下移动的过程中，即可将附着在电极板34上的渣泥清理干净，使得电极板23的表面保持干净整洁，从而提高电絮凝的工作效率，并提升电极板23的使用寿命。

一般情况下反应器的数量为四个即可满足处理需求，为了优化反应器的场地布置，多个反应器呈矩形阵列布置，也可根据实际场地情况采用其它形式布置。

为了便于反应器内部各部件的检修以及底锥15内污泥的排放，底锥15的底部设置有底部检修门27，底锥15的侧壁上设置有侧面检修门28，在使用一段时间后，在底锥15内可能会聚集渣泥，这时可打开底部检修门27和侧面检修门28进行排除，同时，检修人员也可通过底部检修门27和侧面检修门28进入反应器内部进行检修和维护。

Claims

1.一种电解铝行业动态一体化水处理系统，包括粗滤槽（1）、混合器（2）、反应池（3）和沉淀池（4），其特征在于：所述粗滤槽（1）内竖直设置有滤网（5），滤网（5）一侧的粗滤槽（1）侧壁上设置有进水管（6），另一侧的粗滤槽（1）侧壁上设置有第一出水管（7），所述第一出水管（7）上设置有第一水泵（8），所述混合器（2）内设置有搅拌装置（9），混合器（2）的顶部设置有PAC加料斗（10），所述第一出水管（7）的出水端与混合器（2）上部的侧壁连通，所述混合器（2）的下部设置有第二出水管（11），第二出水管（11）上设置有第二水泵（12）；

所述反应池（3）包括多个反应器，所述反应器包括从上到下依次连接的顶板（13）、壳体（14）和底锥（15），所述顶板（13）、壳体（14）和底锥（15）的截面形状均为矩形，所述壳体（14）上部的一侧设置有进水口（17），与进水口（17）相对的另一侧设置有出水口（18），所述第二出水管（11）的出水端与位于第一个的反应器进水口（17）连通，相邻两个反应器的进水口（17）和出水口（18）之间通过连通管（19）连通，所述壳体（14）内的中部设置有电絮凝区（20），所述电絮凝区（20）与进水口（17）之间的壳体（14）内部空间为进水区（21），电絮凝区（20）与出水口（18）之间的壳体（14）内部空间为出水区（22），所述电絮凝区（20）内平行等间距布置有多块矩形的电极板（23），相邻两块电极板（23）之间的距离为15～25mm，电极板（23）的长度方向平行于进水口（17）和出水口（18）之间的连线，所述电极板（23）的下方设置有多根支撑条（24），电极板（23）的两侧各设置有多根限位条（25），所述支撑条（24）和限位条（25）均为非导电性材料，所述反应器的外侧设置有与电极板（23）连通的电源（26），电源（26）为高频脉冲直流电源，位于最后的一个反应器的出水口（18）通过排水管（29）与沉淀池（4）连通。

2.根据权利要求1所述的一种电解铝行业动态一体化水处理系统，其特征在于: 所述电极板（23）为铝板或铁板。

3.根据权利要求1所述的一种电解铝行业动态一体化水处理系统，其特征在于: 相邻两块电极板（23）之间的距离为20mm。

4.根据权利要求1所述的一种电解铝行业动态一体化水处理系统，其特征在于: 在朝向电极板（23）一侧的支撑条（24）和限位条（25）侧面上均加工有凹槽（30），所述电极板（23）的两端和下端分别插装在相应支撑条（24）和限位条（25）的凹槽（30）内。

5.根据权利要求1所述的一种电解铝行业动态一体化水处理系统，其特征在于: 所述电极板（23）的数量为大于2的偶数，其中奇数块的电极板（23）与电源（26）的正极连通，偶数块的电极板（23）与电源（26）的负极连通。

6.根据权利要求1所述的一种电解铝行业动态一体化水处理系统，其特征在于:所述顶板（13）上设置矩形外壳（31），矩形外壳（31）的上端设置有安装板（32），安装板（32）上设置有气缸（33），矩形外壳（31）内设置有升降板（34），气缸（33）的活塞杆穿过安装板（32）后与升降板（34）连接，每相邻两块电极板（23）之间的间隙内均设置有一块水平刮板（35），水平刮板（35）通过连杆（36）与升降板（34）连接。

7.根据权利要求1所述的一种电解铝行业动态一体化水处理系统，其特征在于: 所述反应器的数量为四个，四个反应器呈矩形阵列布置。

8.根据权利要求1所述的一种电解铝行业动态一体化水处理系统，其特征在于:所述底锥（15）的底部设置有底部检修门（27），底锥（15）的侧壁上设置有侧面检修门（28）。