摘要：氧化铝生产废水处理目前还没有一个统一的方法。国内有六大氧化铝厂，生产工艺略有不同，但废水水量、水质和处理工艺各不一样，因此，需要结合氧化铝行业的特点，探讨其生产废水的处理流程。就此分析氧化铝生产废水的特性，并结合山西铝厂生产废水的处理实践，推荐氧化铝生产废水采用：调节(隔油)一絮凝—沉淀一纤维过滤一排水，这一物理处理工艺，同时对处理后废水回用给出多项建议。
关键词：氧化铝生产；废水沉淀；纤维过滤
1 氧化铝生产废水
1.1废水来源
氧化铝生产废水主要来氧化铝各个车间的地坪冲洗，沉降槽溢流，洗涤槽溢流，部分设备冷却水，循环冷却水排污水，自备电厂生产排水及溢流水，检修废水，化验废水，生活污水，雨水等。氧化铝产品在我国是短线产品，生产技术渐趋成熟，但生产工艺备不相同，因此，各厂生产年报统计出来的生产用水量指标不一样。山西铝厂原设计用新水量7m3／t，经过多年的生产节水实践，分析统计得出：氧化铝单位耗新水量为5m3／t(不包括辅助企业的用水定额)，山西铝厂年产120万t氧化铝，实测废水量约25000m3／d，其中生产区生活污水约占20％。
1.2 废水的特点
水质特点：根据多年化验资料统计得出废水的的水质特点，可以总结为：主要高碱、高pH、高悬浮物，高铝离子，低硬度。水量特点：不均匀性强，时变化系数在2.5以上。因为氧化生产工艺流程长，控制参数多，各工序排出的废水没有规律性。
2 工艺流程的说明
2.1生活污水处理系统
厂区生活污水→格栅→污水调节池→一体化生活污水处理装置→生产废水调节池
2.2工业废水处理系统
厂区生产废水→格栅→调节池→反应沉淀池→过滤器→回用
2.1 格栅的功能
氧化铝厂生产废水由各系统生产排水经全厂排水管网汇入总管，废水流经的路线比较长，各个工序之间排出来的废水比较复杂，废水中的物质也是各种各样，例如：废旧电缆，布条，笤帚，碎砖，碎石，包装袋，破旧手套等等。这些物品在进入处理流程前必须将其去除，因此最好是设计两道格栅，一道粗格栅，一道细格栅(网)，漂流的，大的悬浮物和比较小的悬浮物在格栅前被去除。两道格栅对后续的管道、设备是很好的保护。在氧化铝生产废水处理站做试验，试验装置的进入管DN15，直接接在泵的出口，经常被塑胶袋，重油块堵塞，后来在进水管内加上2×2mm过滤网才避免了堵塞。
2.2 调节池(兼除油池)
氧化铝生产流程长，影响因素多，生产稳定性差，因此，排出来的废水量变化是很大的，时不均匀系数在2.5以上。山西铝厂的生产废水处理站内没有设计调节池，直到目前，有时废水量特别小的时候，泵不能维持稳定运行，有时停泵。有时候废水流量超过提升泵房的最大提升能力，只好让其超越溢流。因此在氧化铝废水处理站设计调节池很有必要。根据长时间调查，调节池水力停留的时间(HRT)应该≥6h。笔者认为，调节池的另一个作用是除油。氧化铝生产现场有不少转动设备，尤其是油隔离泵、隔膜泵、大型电动机的油冷器，焙烧炉的燃油泄漏，都有泄漏润滑油的机会，因此废水中常有油类。如果这些油不经提前去除，将跟随废水进入沉淀池影响沉淀池出水，尤其是，如果过滤技术采用纤维过滤技术，这些油类在沉淀池不容易沉淀下来，会大量吸附在纤维丝上与纤维粘接在一起，无法彻底反洗，影响过滤质量。利用在调节池6h停留时间将废水中的油彻底去除.可以采用隔油池的原理，也可以在调节池内增加吸附物质，斜板、斜管沉淀装置，提高除油效率。
2.3 流量堰
废水处理的构筑物运行讲究工艺参数，其中流量是一个很重要的参数，而氧化铝废水中的高悬浮物，高铝离子的特点又决定了这种废水的沉淀性能相当好，特别容易在流程中沉淀，结垢，因此处理工艺中的流量计量一直没有确定其型号。超声波流量计不便测量悬浮物流体；电磁流量计，其他的流量计测流量时又容易因结垢而失去准确性、可靠性。在沉淀池前后、过滤池前后布置流量堰对该构筑物运行监测很有好处。
2.4 沉淀池
2.4.1平流沉淀池
从山西铝厂生产废水处理站的进出水分析数据看出：采用平流沉淀加斜板沉淀工艺大幅度去除悬浮物，去除率达85％以上。其原因有二：首先是氧化铝生产废水特点适合沉淀；二是平流沉淀池沉淀效率高。国内外经验证明：平流沉淀池沉淀效果好，不论是用在自来水上还是废水处理上，因此，在占地允许的条件下，应该首先采用平流沉淀池作为沉淀工艺的构筑物。平流沉淀池表面积大，构筑物结构简单，操作简单，耐冲击负荷，运行稳定。
2.4.2高密度沉淀池
高密度沉淀池在钢铁、市政污水、自来水等行业运用较多，是在传统的平流沉淀池和斜管沉淀池的基础上，充分利用动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论，把混凝、絮凝、分离、污泥浓缩四个过程进行优化。对比平流沉淀池、斜管沉淀池、澄清池有以下几方面的优点：①混合区、絮凝区与沉淀池分离，矩形结构，设计简单，布置简洁合理；②沉淀分离区下部设污泥浓缩区，占地少；③在浓缩区和混合部分之间设污泥外部循环，部分浓缩污泥由泵回流到机械混合池，与原水、混凝剂充分混合，通过机械絮凝形成高浓度混合絮凝体，然后进入沉淀区分离。缩短絮凝反应时间，减少了加药量；④沉淀池的水流流势合理，由于进出沉淀池水流是由下而上再由下而上垂直运动，泥水分离效果更，不宜跑矾花。
2.5 氧化铝生产废水处理后首先要考虑回用
2.5.1 废水回用零排放
因为氧化铝生产废水处理后出水pH在9.5以上，超出污水排放的二级标准pH=6～9的范围。如果直接排放，必须用酸中和。氧化铝厂一般采用将蒸发器的酸洗废液集中，或者将电厂化学车间的再生废酸集中后和排放废水中和，将PH调到≤9再排放。如果废酸量不够，则加工业酸，如果全部用工业酸，则用酸的量很大。例如生产废水排放量为20000m／d时，用工业硫酸每天约5t。这个数量对运输和投加，成本都是一笔不小的负担。同时节约了新水用量，减少排放产生的经济效益、环境效益、社会效益。因此，氧化铝生产废水处理后回用是一举两得的事情。
2.5.2 氧化铝生产废水回用必须增加过滤技术
氧化铝生产废水处理后，如果不经过过滤，只有沉淀处理，则回用用途受到限制。例如，水中悬浮物在50mg／L以上，将会使回用管路结垢，分析结垢成分得知，是因为水中的悬浮物所致。同时在使用回用水的岗位上还发现，用作冷却水的换热器管内也有结垢，堵塞管道通水面积，影响交换效果。
2.5.3 氧化铝生产废水处理后的用途
废水中的碱对循环水系统可起到软化作用。因此废水处理工艺主要着重于去除废水中的悬浮物。废水处理后温度平均在28℃，最高达32℃，过滤后悬浮物在10mg／L，硬度0.5毫克当量／L，这种水质首先补充到氧化铝循环水系统，因为该系统的水温度更高，含碱更高，而硬度低，和氧化铝生产废水的特征很相近，需要注意的是，氧化铝循环水系统内盐的富积。如果废水量还有富余，第2可以考虑作为赤泥沉降分离过程中的洗涤用水；第3可以考虑作为赤泥外排槽的稀释用水,第4可以考虑作为溶出乏汽回收器的冷凝用水。既可以减少外排水量，又可以回收废水中的碱成分，是一种清洁生产方式。第5可以考虑作为电厂锅炉的冲灰冲渣用水，冲灰冲渣水一般是循环使用的，这部分水只需要补充其中的蒸发和损失的水。但有一种好方法是：将生产废水回用后直接去冲灰渣，灰渣是多孔性材料，能吸附水中的盐分，减小其中的A1，Na，Si含量，盐分能减少40％，经过在灰渣场长时间的自然沉淀，悬浮物很低，从灰渣堆场回来的水，温度也不高，回来的这部分水使用范围很大，可将回水全部用完。这是一种巧妙的换水方式，对解决回用水回来后找不到用水点的问题，是一种启发。
3 结语
氧化铝生产废水排放无规律性，水质、水量变化较大，因此在废水进入沉淀池前面应该设计调节池，在调节池适当增加隔油、除油装置。氧化铝生产废水回用首先考虑回用到工艺系统，这样能回收其中的碱和铝，省去加酸中和。若加酸，首先考虑将厂区的所有废酸集中后，投加在沉淀池的池首，这样既可以降低池中的碱度，充分发挥水中铝粒子的功能。提高沉淀效率，降低出水中的悬浮物。
参考文献：
[1]刘焕生．山西铝厂生产废水处理和回用[D]．东北大学工程硕士学位论文，2012.
[2]余承烈等．生产废水处理站运行分析和改进措施?全国水污染治理技术交流会论文集，2010．
[3]余承烈，陈芳梅．氧化铝循环水处理工艺的探讨[J]轻金属，2010.