[发明专利]一种含铝废水制备聚合氯化铝的膜反应器系统

说明书

本发明公开了一种含铝废水制备聚合氯化铝的膜反应器系统，包括膜法回收酸系统、聚合氯化铝膜反应器系统、纳滤膜浓缩系统、电化学除盐装置、蒸发装置及自清洗系统。本发明针对含盐酸、含铝废水进行资源再利用，回收了稀盐酸，制备了聚合氯化铝(PAC)，实现废液中盐酸、铝资源的回收，变废为宝，实现经济效益的同时，将废水资源化；利用聚合氯化铝膜反应器系统制备聚合氯化铝(PAC)，操作简单，经济效益高；利用纳滤膜浓缩系统提高聚合氯化铝(PAC)浓度，获得性能稳定的PAC成品；利用自清洗系统对系统中几个膜的清洗维护，延长膜使用寿命长，避免单独添加化学清洗剂，运行成本低；整个系统无废水产生，真正实现了零排放。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体为一种含铝废水制备聚合氯化铝的膜反应器系统。

背景技术

铝加工、肥料等企业生产过程中会有大量含铝、酸的废水产生，如果直接将污水排放，既污染了环境，又浪费了大量的资源。现有技术会对污水做一定的处理再排放，但是现有的污水处理工艺具有能耗大，产物不能回收利用或产物回收利用率低，污水处理不彻底，无法做到零排放等缺陷。

聚合氯化铝（PAC）是一种无机物，一种新兴净水材料、无机高分子混凝剂，简称聚铝。它是介于AlCI3和Al(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，化学通式为[Al2(OH)nCl6-n]m，其中m代表聚合程度，n表示PAC产品的中性程度。n=1-5为具有Keggin结构的高电荷聚合环链体，对水中胶体和颗粒物具有高度电中和及桥联作用，并可强力去除微有毒物及重金属离子，性状稳定。由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用，生产出来的聚合氯化铝是相对分子质量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。

因此，设计资源高度回收、零排放的一种含铝废水制备聚合氯化铝的膜反应器系统是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含铝废水制备聚合氯化铝的膜反应器系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种含铝废水制备聚合氯化铝的膜反应器系统，其特征在于包括膜法回收酸系统、聚合氯化铝膜反应器系统、纳滤膜浓缩系统、电化学除盐装置、蒸发装置及自清洗系统，所述处理废水中含盐酸、含有铝离子，根据每天处理水量调整设备规模。

根据上述技术方案，所述膜法回收酸系统包括：原储罐、提升泵、原液高位槽、纯水高位槽、水泵、膜法回收装置、稀酸储罐；原储罐内的废水通过提升泵与原液高位槽通过管路连通；原液高位槽与膜法回收装置通过管路连通；纯水通过水泵与纯水高位槽通过管路连通；纯水高位槽与膜法回收装置通过管路连通；膜法回收装置酸出水口通过管道与稀酸储罐连通；膜法回收装置处理液出水口通过管道与聚合氯化铝膜反应器系统的两个聚合氯化铝储罐连通。

根据上述技术方案，所述原液含有高浓度盐酸、氯化铝；所述原液高位槽中的原液与纯水高位槽中的纯水按照1:1体积比例同时进入膜法回收装置内膜的两侧，获得的处理液进入聚合氯化铝膜反应器系统的两个聚合氯化铝储罐、获得的酸液进入稀酸储罐。

根据上述技术方案，所述聚合氯化铝膜反应器系统包括：两个聚合氯化铝储罐、两个进料泵、膜反应器、两个碱液储罐、两个供碱泵；两个聚合氯化铝储罐分别通过各自的进料泵与膜反应器通过管路连通；两个碱液储罐分别通过各自的供碱泵与膜反应器通过管路连通；膜反应器与两个聚合氯化铝储罐分别通过管路连通；膜反应器与两个碱液储罐分别通过管路连通；两个聚合氯化铝储罐分别通过各自的进料泵与纳滤膜浓缩装置通过管路连通。

根据上述技术方案，所述两个聚合氯化铝储罐交替向膜反应器供料、两个碱液储罐交替向膜反应器供料，一个聚合氯化铝储罐与一个碱液储罐同时向膜反应器供料，并严格控制进料速度，多余碱液回流到碱液储罐中，生成的聚合氯化铝流到聚合氯化铝储罐中，1-5h后结束反应，切换另一组聚合氯化铝储罐与碱液储罐同时向膜反应器供料；液碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾其中的一种。