电解铝厂废水的污染及治理

摘要： 随着中国铝业生产规模的不断扩大，电解铝生产中用水量的需求也与日俱增。通过对电解铝厂生产废水的来源和排放特点进行调查、分析，确定废水治理的工艺方式，具有广泛的推广应用价值。

关键词：电解铝厂；生产废水；污染；治理

分类号：X502

经过几十年的发展，我国已成为世界铝生产大国。而铝工业是国民经济发展的重要基础工业，同时也是高耗能、高污染产业。对于当今世界铝冶炼工业来说工业废水的污染和治理有着广阔的前景和巨大的经济效益[1]。

一、生产废水来源及排水特点

1.废水污染来源

电解铝的生产工艺是以氧化铝和氟化盐为原料，通过电解的方式生产金属铝；电解铝所消耗的阳极制品是以沥青、石油焦为原料经煅烧、配料、成型、焙烧等工序制备。生产废水来源于以下几个方面：各循环水系统排污；余热利用系统及软水站排污；车间地面清洁和道路浇洒废水；初期雨水冲刷、溶解地面污物进入排水系统。主要物污物是 F-、Cl-和悬浮物及焦油。热电厂的废水主要来源于锅炉烟气洗涤、灰渣冲洗、设备冷却水、厂区环境冲洗、厂区生活排水等除，主要污染因子是悬浮物、F-、Cl -等[2]。

2.生产废水污染物状况

分析近年部分铝厂环保验收废水水质资料和日常生产运行水质资料生产初期废水水质受工业生产原料影响以氟化物、石油类、色度和悬浮物等污染物为主，其次为COD、溶解固体。其氟化物由地面降尘和物料运输散落随地面径流进入废水系统；色度及油污由炭素生产原料粉尘和设备冷却水排污进入；厂内除盐水站排水、锅炉排污、循环水软化器和过滤器排水等带入悬浮污物及溶解固体；车间卫生清扫带入泥砂、油污等污物。其中悬浮物除常规泥砂、胶体物质，含有部分细小的炭粉尘；油污含重质焦油、轻质浮油和少量乳化油。

二、废水处理现状及存在的问题

1.废水处理现状

目前电解铝厂废水量在不考虑废水回用的情况下，单位产品废水排放量可控制在3～5m3/t・Al；对于年产20万吨电解铝以上规模的特大型企业废水排放量低于2m3/t・Al；以年产8万吨大型电解铝厂计，日废水排量低于1000m3/d。因此，电解铝厂日废水处理量全部属于较小型规模。国内大多数电解铝厂排水系统采用生产废水和雨水合流排放系统。生产废水和初期雨水采用常规的沉砂、混凝沉淀、除油处理达标后排放，污泥采用机械脱水或干化场脱水，同时也存在废水未经处理直接排放的企业。

2.处理过程存在问题

对于常规处理流程方式，在电解铝厂的废水设计规划和运行管理上存在一些缺点，由于处理水量规模较小，各工艺构筑物很小，设计、施工和日常维护非常不方便采用钢筋混凝土结构构筑物施工工期较长，配置分散、占地较大，相对投资较大；系统运行调节操作采用人工操作，较为繁琐[3]。同时，由于水资源的日益短缺，通过提高废水的处理深度，以实现废水回用，降低新水消耗，也成为必须解决的技术问题。

三、污水治理工艺

根据电解铝厂废水规模和水质特点，采用集成的可自动控制的成套组合设备较为合适。成套处理工艺和设备集加药系统、混合反应、气浮、过滤、活性炭吸附和自动控制为一体，具有结构紧凑、占地面积小、组合性强、操作简单、管理方便、适应性强、处理效果稳定等特点，处理后的废水可达标排放或回用于厂区绿化、浇洒、循环水补充水等。具体包括如下：

1.混凝法

在电解铝厂生产废水处理中采用混凝法可以有效地去除悬浮物和部分氟化物等。对于混凝剂的选用、投量必须通过实验确定，还应随着水量和水质的变化而加以改变。废水处理中常用混凝剂有：石灰、硫酸铝、硫酸亚铁、二氯化铁、硫酸、碱式氯化铝（聚合铝）以及高分子混凝剂等。

2.气浮法

气浮法在废水中通入大量微气泡，使之粘附于水中不易沉降的微小颗粒周围，在微气泡的作用下迅速地浮至水面，进行撇除刮集，从而达到固液分离水质净化的目的。在国内一些炼油厂采用混凝法和气浮结合的方法处理含油废水，效果良好。在电解铝厂生产废水处理中采用混凝法和气浮法结合可以有效地去除悬浮物、氟化物及石油类。

3.过滤法

过滤是使废水通过滤料或多孔介质，以截留水中的悬浮物，从而使废水净化的处理方法，这种方法在废水处理系统中，既可用于以保护后继处理工艺为目的的预处理，也可用于出水能够再次复用的深度处理。在电解铝厂生产废水处理中采用混凝、气浮工艺后，再经过滤、吸附进一步处理，以满足生产回用要求。

4.吸附法

吸附就是在相界面上，物质的浓度自动发生积累或浓集的现象。吸附法的特点是用于去除废水中微生物难于降解的或用一般氧化法难于氧化的溶解性有机物。活性炭对于废水中的有机物有很强的吸附能力，如酚、苯、石油及其产品、氟化物、杀虫剂、合成染料，胺类化合物以及许多人工合成的有机物都有去除效果。增加活性炭吸附设置，进一步深化处理，并去除色度和降低COD成份，同时辅助处理氟化物。

四、注意事项

1.电解厂、碳素厂和热电厂生产废水水质存在较大的差异，如果采取集中回收再处理的方法，必然造成极大的浪费，因此采取分别处理的方法。

2.加大对废水处理工艺设备的投资，引进先进的设备，争取做到生产废水零污染。对煅烧工艺循环水管路进行改造，使冷却水充分达到循环使用，并且节省了水费。

3.变废为宝，回收利用。进入沸水里的污染物部分是生产原料或能源物质，比如碳素的油，我们可以加以提炼，回收利用，就可以变废为宝。

4.利用生产工艺流程进行废水处理。根据工艺流程中所需要的水质的要求，利用含有不同污染物的废水加以利用，从而达到废水的处理和利用。如热电厂部分废水为酸性，将这些废水用于冲渣，炉渣则为碱性，变可以中和这部分废水。

参考文献

[1]邱竹贤.预焙槽炼铝.3 版[M].北京冶金出版社，2005.

[2]霍庆发.铝厂污染物治理及环境保护[J].轻金属，2008（1）：31.

[3]李培红等编著.工业废水处理与回收利用[M].北京：化学工业出版社，2006.