含鋁廢水用作循環冷卻水的設備的製作方法

2023-05-02 09:58:26

專利名稱：含鋁廢水用作循環冷卻水的設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及廢水處理和清潔生產的工藝，尤其是涉及含鋁廢水用作循環冷卻 水系統的補充水的設備。
背景技術：
對於整個社會，工業一直是城市用水的大戶，在中國，每年的工業用水量約為1100 億m3，其中工業循環冷卻水直接以自來水作為補充水，約佔工業用水量的70%，這給本來就 緊張的水資源增加了很大的壓力。因此，尋找循環冷卻水除自來水之外的第二水源對於節 水的意義非常重大。現有技術中，將廢水回用至循環冷卻水系統多採用膜技術對廢水進行前處理，但 實際工程應用經驗得知，採用膜技術成本大，且膜的使用壽命短，運行維護成本高。因此，期望尋找一種既能使用廢水作為循環冷卻水，又不需要高昂的前處理成本 的技術。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種含鋁廢水用作循環冷卻水的設備。含鋁廢水通常包含鋁離子、以及一些有機物，傳統上將其中的鋁離子和有機物去 除，達到排放標準後排放。由於鋁離子的絮凝作用，且極易沉降，以及有機物的存在對於水 循環非常不利，使得無法將含鋁廢水作為循環冷卻水，往往需要複雜的預處理才能作為循 環冷卻水。但是，本申請的實用新型人發現將大部分鋁離子從廢水中去除後，剩餘有機物盡 管對循環水系統不利，卻可以不通過預處理去除，而是在廢水在循環水系統循環的過程中 間歇性的處理來降低有機物的濃度。因此，本實用新型提出一種經過簡單預處理即可將含 鋁廢水用作循環冷卻水的設備。本實用新型所提出的含鋁廢水用作循環冷卻水的設備，包括pH值調節器、過濾 器、冷卻塔以及臭氧水發生器。pH值調節器輸入該含鋁廢水，將廢水的pH值調節至7. 5，進 行廢水中鋁離子的混凝。過濾器連接該PH值過濾器，過濾廢水中的混凝後的鋁、以及生物 粘泥，使廢水中的鋁含量降至低於3mg/L。冷卻塔連接該過濾器，輸入過濾後的廢水作為補 充水，其中該冷卻塔是包含在循環冷卻水系統中。臭氧水發生器向該冷卻塔注入臭氧進行 水處理，以降解水中的有機物。本實用新型由於採用以上技術方案，使之與現有技術相比，既避免了廢水直接排 放，又可避免實現廢水回用所需的複雜預處理，因此對於節約水資源和能源具有十分顯著 的意義。

為讓本實用新型的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細說明，其中圖1示出本實用新型一實施例的含鋁廢水用作循環冷卻水的設備示意圖。圖2示出含鋁廢水用作循環冷卻水的流程圖。圖3示出本實用新型一個具體應用例流程圖。
具體實施方式
通常，低含鋁廢水中主要汙染物為鋁，含量約為10mg/L-lg/L，其它成分可以含有 少量以COD(化學需氧量，濃度低於75mg/L，採用《水和廢水監測分析方法》(第四版)的重 鉻酸鉀法檢測)衡量的有機物等還原性物質、氨氮(濃度低於3mg/L)等。其中，因為鋁離 子具有絮凝作用，且極易沉降，鋁離子的存在會造成循環冷卻水系統的嚴重結垢，因此本實 用新型期望降低鋁離子的濃度，以減輕或避免這種危害。另外，同樣期望去除COD物質和氨 氮，以便適合於循環冷卻水系統使用。與傳統處理工藝不同的是，本實用新型不是在廢水進 入循環冷卻水系統之前進行去除有機物的預處理，而是在循環冷卻水系統循環過程中處理 有機物。圖1示出本實用新型一實施例的含鋁廢水用作循環冷卻水的設備示意圖。圖2示出含鋁廢水用作循環冷卻水的流程圖。參照圖1所示，該設備的一個實施例包含pH值調節器21、緩衝水箱22、增壓泵23、 精密過濾器24、冷卻塔25以及臭氧水發生器26。其中pH值調節器21、緩衝水箱22、增壓 泵23、精密過濾器24、冷卻塔25依次連接。冷卻塔25、臭氧水發生器26同時作為循環冷卻 水系統的組成部分，與冷水機組27、循環水泵組28組成循環冷卻水系統。其中，進入循環冷 卻水系統的水在冷卻塔25、冷水機組27、循環水泵組28之間循環。臭氧水發生器26可在 一個或一個以上注入點，例如冷卻塔25中注入一定濃度的臭氧。pH值調節器21調節器典型地由調節池21b和攪拌機21a組成。緩衝水箱22的箱 體用於容納汙泥，並在箱體底部設置活動的開口以排出汙泥，水箱的出水管位於箱體頂部， 以從頂部排出清液。增壓泵23可使廢水進入精密過濾器24之前有足夠的壓力。參照圖2所示，首先於步驟Si，向pH值調節器21輸入含鋁廢水，廢水中鋁離子濃 度為10mg/L-lg/L，其它成分可以含有少量COD物質(濃度低於75mg/L)、氨氮(濃度低於 3mg/L)，在pH值調節器21中，將廢水的pH值調節至目標pH值7. 5，進行廢水中鋁離子的 混凝。可選地，在步驟S2，使廢水經過緩衝水箱22，以使廢水中可能含有的固體雜質初步沉 澱、排出。然後，在步驟S3，在精密過濾器24過濾廢水中的混凝後的鋁、以及生物粘泥等，使 廢水中的鋁含量降至低於3mg/L。此外，COD物質的濃度低於75mg/L、氨氮的濃度低於3mg/ L。這些指標可滿足本實施例中描述的循環冷卻水系統對水質的要求。因此，在步驟S4，可直 接將廢水輸入冷卻塔25作為循環冷卻水系統的補充水。此後，廢水會作為循環冷卻水系統 的循環水，在冷卻塔25、冷水機組27、循環水泵組28之間循環。於步驟S5，在循環過程中， 臭氧水發生器26會向冷卻塔25注入臭氧進行水處理，注入的臭氧通過反饋和自動控制，保 持整個循環水體系有0. 01-0. 2mg/L的溶解臭氧殘留，以降解水中的COD物質、氨氮等有機 物。例如，可通過設於循環冷卻水系統各個位置的臭氧濃度傳感器檢測臭氧濃度，輸入給臭 氧水發生器26作為控制臭氧注入量的依據。臭氧同時可對整個循環冷卻水系統進行阻垢、 殺菌、緩蝕的有效處理。
4[0020]可見，當上述實施例將簡單的預處理與臭氧技術結合後，可以使得原本需要經處 理後排放、或者經複雜處理回用的含有少量COD物質(低於75mg/L)、氨氮(低於3mg/L)、 鋁(小於3mg/L)的廢水，可以直接用於循環冷卻水系統。下面結合一個實際的應用例說明本實用新型的設備的應用。某啤酒廠每日產生了大量的鹼性含鋁洗瓶廢水和酸性的釀造廢水。目前該廠將兩 種廢水混合，調節PH值後生化處理，處理後的水直接排放到市政廢水系統，現有的水處理 技術沒有實現水的回用，廠方正面對越來越大的用水成本壓力，同時由於鹼性廢水排放量 的不穩定，現有工藝還會造成最終處理後的排放水鋁含量超過排放水國家標準。參照圖3所示，其中步驟S11-S13是廢水的原有處理工藝，步驟S14-S18是應用本 實用新型的設備後的附加工藝。在步驟S13之後，原有工藝直接排放廢水，而採用本實用新 型的設備後，於步驟S14將廢水的pH值調節至目標pH值7. 5，進行廢水中鋁離子的混凝。 然後，在步驟S5，在精密過濾器過濾廢水中的混凝後的鋁、以及生物粘泥等，使廢水中的鋁 含量降至低於3mg/L。隨後在步驟S16，直接將廢水輸入冷卻塔25作為循環冷卻水系統的 補充水。此後，廢水會作為循環冷卻水系統的循環水，在冷卻塔25、冷水機組27、循環水泵 組28之間循環。於步驟S17，在循環過程中，通過臭氧水發生器26會向冷卻塔25注入臭氧 進行水處理，注入的臭氧通過自動控制，保持整個循環水體系有0. 01-0. 2mg/L的溶解臭氧 殘留，以降解水中的COD物質、氨氮等有機物。廢水在循環冷卻水系統中進行多次濃縮後， 可以在步驟S18選擇外排。值得指出的是，保留步驟S12和S13可以使原有工藝和新增工藝無縫銜接。但較 佳地，在步驟Sll混合後的廢水若COD物質(濃度低於75mg/L)、氨氮(濃度低於3mg/L)濃 度變化不大時，可以省略步驟S12和S13，以避免不必要的消耗時間和資源。因此，本實用新型通過工藝的改進，不但解決了含鋁廢水超標的問題，而且實現了 採用工藝廢棄水簡單預處理後就回用至循環冷卻水，使工業循環冷卻水的補充水從自來水 變為了化廢為寶的工藝廢棄水，實現節水，大大減小了企業的用水壓力。雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本實用新型，任何 本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，當可作些許的修改和完善，因此本 實用新型的保護範圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求一種含鋁廢水用作循環冷卻水的設備，所述含鋁廢水包含濃度在10mg/L 1g/L之間的鋁離子以及有機物，所述設備包括pH值調節器，輸入該含鋁廢水，將廢水的pH值調節至7.5，進行廢水中鋁離子的混凝；過濾器，連接該pH值過濾器，過濾廢水中的混凝後的鋁、以及生物粘泥，使廢水中的鋁含量降至低於3mg/L；冷卻塔，連接該過濾器，輸入過濾後的廢水作為補充水，其中該冷卻塔是包含在循環冷卻水系統中；臭氧水發生器，向該冷卻塔注入臭氧進行水處理，以降解水中的有機物。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，還包括緩衝水箱，連接在該pH值調節器與該 過濾器之間，該緩衝水箱從頂部輸出廢水且在底部沉積汙泥。
3.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，還包括增壓泵，設於該緩衝水箱與該過濾器 之間。
專利摘要本實用新型涉及一種含鋁廢水用作循環冷卻水設備，用於回用包含濃度在10mg/L-1g/L之間的鋁離子以及少量有機物的含鋁廢水，包括pH值調節器、過濾器、冷卻塔以及臭氧水發生器。pH值調節器輸入該含鋁廢水，將廢水的pH值調節至7.5，進行廢水中鋁離子的混凝。過濾器連接該pH值過濾器，過濾廢水中的混凝後的鋁、以及生物粘泥，使廢水中的鋁含量降至低於3mg/L。冷卻塔連接該過濾器，輸入過濾後的廢水作為補充水，其中該冷卻塔是包含在循環冷卻水系統中。臭氧水發生器向該冷卻塔注入臭氧進行水處理，以降解水中的有機物。
文檔編號C02F1/78GK201729723SQ20102019931
公開日2011年2月2日 申請日期2010年5月20日 優先權日2010年5月20日
發明者邱真真 申請人:上海輕工業研究所有限公司