專利名稱：一種富水氫氧化鋁污泥的處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種富水氫氧化鋁污泥的處理方法，具體地說涉及一種利用冷凍融解和流化干燥集成技術對富水氫氧化鋁污泥的處理方法。
背景技術：
隨著煉鋁與鋁材加工工業(yè)的迅猛發(fā)展，在鋁業(yè)型材加工氧化著色過程中要排出大量的含水量約90％的富水氫氧化鋁絮凝狀膠體污泥，不僅使鋁資源造成浪費，而且也沒有一個合適的處理方式，還會引起更嚴重的二次污染。目前來說，這些富水氫氧化鋁污泥仍沿用制備鋁系列凈水劑或挖坑填埋的兩種傳統(tǒng)處理方式。第一種方式制備的鋁系列凈水劑會導致在處理過程中使水中鋁含量的增加與超標，被人過量攝入后會引起腦組織受損、甲亢、骨質硬化、老年性癡呆癥等，嚴重地影響著人類的健康與生存，同時也會引起魚類的中毒與致死；因此，許多發(fā)達國家早已對飲用水的鋁含量作了嚴格＜0.05mg/L的規(guī)定，我國在2000年才首次提出＜0.2mg/L的標準。第二種填埋的方式，更是潛在的鋁污染源，鋁將不可避免地滲入江河或地下水，必然會對環(huán)境造成更大的污染。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種高效脫水、無污染的利用冷凍融解和流化干燥集成技術對富水氫氧化鋁污泥的處理方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的第一階段—冷凍融解階段富水污泥在-10℃～-30℃冷凍環(huán)境溫度條件下，污泥內部以不同形式存在的非純水分將經(jīng)歷冷卻、相變與深冷三個階段。其中相變階段為由起始凍結溫度到終結凍結溫度之間的階段，即凍結溫度范圍。由于污泥表層溫度更低首先結冰，而后在蒸氣壓差(水＞冰)的作用下內層水向冰晶移動，形成較大冰晶，同時顆粒被排擠逐漸向內層移動并相互凝集發(fā)生粗大化，直至污泥全部凝固則相變結束。污泥凍結程度的重要控制指標就是使污泥達到其液相完全轉變?yōu)楣滔鄷r的終結凍結溫度。因此需根據(jù)富水氫氧化鋁污泥的特性，首先要實驗確定其起始凍結溫度、終結凍結溫度與相變溫度范圍，然后在污泥內層最高溫度達到略過終結凍結溫度時結束凍結，從工業(yè)實際和節(jié)省操作費用出發(fā)，這一凍結過程可將薄層污泥連續(xù)置于一多流程多段不銹鋼輸送傳送帶凍結裝置內停留30分鐘～60分鐘內完成。然后在最后一段被刮刀剝離后送入常溫水融解槽中進行凍結污泥的融解脫水過程，此時凍結污泥的冰層逐漸融解為水溶液，污泥中已被凍結產(chǎn)生粗大化的固體顆粒氫氧化鋁凝聚體及自由水被釋放出來，此時脫水率可達50％～60％左右，而氫氧化鋁污泥不會再返回膠體狀態(tài)，至此完成了富水氫氧化鋁污泥冷凍融解高效脫水與粒子粗大化的目的。在融解槽中被融解污泥的沉淀物可經(jīng)低真空抽濾或壓榨而制成融解氫氧化鋁污泥濾餅濕料。
第二階段—流化干燥階段融解氫氧化鋁污泥濾餅濕料經(jīng)螺旋加料器或星形加料器送入一多隔板式的惰性料子或終干物料的流化床內與來自工業(yè)鍋爐或其它工業(yè)裝置排放的70℃～90℃廢熱煙氣進行直接換熱，在30分鐘內被干燥為干式氫氧化鋁污泥中間產(chǎn)品從流化床帶出或溢流收集。流化床中惰性粒子或終干物料的加入起到使?jié)窳掀普场⒘己昧骰?、載體傳熱、濕料表面更新和加快干燥速率的促進作用。流化床中多隔板的設置系根據(jù)床中原料的濕度來靈活調節(jié)不同隔板區(qū)中的干燥程度以提高總的干燥效率。流化床的干燥介質70℃～90℃廢熱煙氣的應用使工業(yè)生產(chǎn)裝置中的排放廢熱得到充分而又合理的利用，達到節(jié)能降耗，使操作總費用降低的作用。
本發(fā)明的處理方法包括如下步驟(1)將富水氫氧化鋁污泥滾壓成薄片后進入一冷凍溫度為-10℃～-30℃的多流程多段傳送帶式凍結裝置，進行冷凍30-60分種；(2)冷凍后的富水氫氧化鋁污泥被剝離后進入常溫水融解槽進行脫水，并經(jīng)低真空過濾或壓榨制得融解污泥濾餅濕料；(3)將濕料進入流化床內，在70℃～90℃的工業(yè)廢氣作用下進行干燥30～60分鐘，制得干式氫氧化鋁污泥產(chǎn)品。
如上所述的冷凍裝置至少是兩流程兩段傳送帶組成的冷凍裝置。
如上所述的流化床是多隔板熱載體流化床干燥器。
如上所述的流化床內采用惰性粒子或干式污泥產(chǎn)品作為熱載體。
本發(fā)明的具有如下優(yōu)點(1)利用污泥冷凍融解的最大特點，與傳統(tǒng)蒸發(fā)干燥相比，水的凝固熱僅為蒸發(fā)熱的1/6.8，比傳統(tǒng)烘干技術處理等量污泥要明顯節(jié)能。
(2)污泥冷凍過程利用水冰之間蒸氣壓差的推動力，可將污泥的外部水、內部水與間隙水脫除，使脫水效果提高；同時，污泥顆粒相互凝集發(fā)生粗大化而又被脫色增白，即使在融解過程中也不會返回膠體狀態(tài)。
(3)污泥冷凍很容易采用薄層分布在一冷凍溫度-15℃，冷凍時間30-60min的多流程多段帶式凍結裝置內完成，多流程多段帶式既可節(jié)省冷凍空間，結構緊湊，同時又操作容易，經(jīng)濟合理。
(4)融解污泥濾餅濕料的流化干燥是利用工業(yè)生產(chǎn)裝置的70℃～90℃廢熱煙氣來完成，這些余熱的合理與充分利用優(yōu)化了能量循環(huán)與降低總生產(chǎn)成本。
(5)流化床中采用惰性粒子或終結干料作為熱的載體不僅可使?jié)窳掀普巢a(chǎn)生良好的流化，而且又加速濕料表面更新以提高其干燥速率，在30min內干燥階段即可完成。
(6)多隔板流化床中多隔板的設置可根據(jù)不同濕度的濕料進行靈活調節(jié)隔板區(qū)中的干燥程度以提高總的干燥效率。
(7)冷凍融解—流化干燥有效的集成與組合是科學地利用了水—冰之間物理性能的巨大差異，根據(jù)節(jié)能降耗的優(yōu)化原則，首次提出用于富水氫氧化鋁污泥的處理過程。
具體實施例方式實施例1含水90％富水Al(OH)3污泥先被滾壓成薄片落入冷凍環(huán)境溫度為-15℃的多流程多段不銹鋼傳送帶式凍結裝置中的第一段傳送帶上，在向前傳送過程中表而發(fā)生凍結，而后在傳送帶終端又被刮刀剝離落入反向傳送的第二傳送帶上，污泥被更新的表面又在第二段傳送過程中凍結，如此反復循環(huán)40分鐘時從最終傳送帶末端被刮刀剝離后排出該凍結裝置，排出的凍結污泥被傳送入常溫水融解槽，經(jīng)融解脫水約50～60％后的污泥沉淀物從槽底流出，用泥漿泵打入壓濾機被壓成污泥濾餅濕料；然后該污泥濾餅濕料用螺旋加料器供入多隔板熱載體流化干燥器中被來自工業(yè)裝置排出的70℃～90℃的廢煙氣余熱所干燥，流化床中的熱載體為惰性粒子砂?；蚪K干物料，濕料經(jīng)30min干燥后從流化床旁邊溢流而出即為合格的干式Al(OH)3中間產(chǎn)品(含水＜15％)，可作為產(chǎn)品銷售或進一步鍛燒為Al2O3，又成為鋁電解冶煉的原料，從而完成了這一系統(tǒng)的鋁的綠色循環(huán)。
權利要求
1.一種富水氫氧化鋁污泥的處理方法，其特征在于處理方法包括如下步驟(1)將富水氫氧化鋁污泥滾壓成薄片后進入一冷凍溫度為-10℃～-30℃的多流程多段傳送帶式凍結裝置，進行冷凍30-60分種；(2)冷凍后的富水氫氧化鋁污泥被剝離后進入常溫水融解槽進行脫水，并經(jīng)低真空過濾或壓榨制得融解污泥濾餅濕料；(3)將濕料進入流化床內，在70℃～90℃的工業(yè)廢氣作用下進行干燥30～60分鐘，制得干式氫氧化鋁污泥產(chǎn)品。
2.如權利要求1所述的一種富水氫氧化鋁污泥的處理方法，其特征在于所述的冷凍裝置至少是兩流程兩段傳送帶組成的裝置。
3.如權利要求1所述的一種富水氫氧化鋁污泥的處理方法，其特征在于所述的流化床是多隔板熱載體流化床干燥器。
4.如權利要求1所述的一種富水氫氧化鋁污泥的處理方法，其特征在于所述的流化床內采用惰性粒子或干式污泥產(chǎn)品作為熱載體。
全文摘要
一種富水氫氧化鋁污泥的處理方法，將富水氫氧化鋁污泥滾壓成薄片后進入一冷凍溫度為－10℃～－30℃下的多流程多段傳送帶式凍結裝置，冷凍30分鐘～60分鐘；冷凍后的富水氫氧化鋁污泥被剝離后進入常溫水融解槽進行脫水，并經(jīng)低真空過濾或壓榨制得融解污泥濾餅濕料；將濕料進入多隔板熱載體流化床內，在70℃～90℃的工業(yè)廢氣作用下進行干燥30－60分鐘，制得干式氫氧化鋁污泥產(chǎn)品。本發(fā)明具有操作容易，耗能少，成本低，無污染等特點。
文檔編號C02F11/20GK1398800SQ0210061
公開日2003年2月26日 申請日期2002年1月25日 優(yōu)先權日2002年1月25日
發(fā)明者張濟宇, 唐鳳翔, 萬晉 申請人:福州大學