申请日2010.12.22
公开(公告)日2011.07.20
IPC分类号E03F1/00; C02F1/00; E03B3/02
摘要
本实用新型公开了一种山谷型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置滤液池3和雨水池4位于新初期坝2的下游，排洪管道6延长接入雨水池4;在原湿法赤泥堆场的老初期坝1和老子坝7的下游坡面上铺设碎石层8，其底部埋设穿孔集水管9;穿孔集水管9连接渗水管10，渗水管10、滤液管18接入滤液池3;沿碎石层8的表面敷设初期排洪管11，其下部接入排洪管道6，其上部逐段连接至老子坝7顶部，端口用法兰盖封堵;沿规划的干法堆存边界的山谷两侧修建截洪沟12，雨水池4顶部设溢流管13与截洪沟12相连;滤液池3连接滤液回水管15，雨水池4连接雨水回水管17。本实用新型能够有效回收初期雨水、滤液和边坡渗水。
权利要求书
1.一种山谷型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，其特征在于：滤液池(3)和雨水池(4)位于新初期坝(2)的下游，排洪管道(6)延长接入雨水池(4);在原湿法赤泥堆场的老初期坝(1)和老子坝(7)的下游坡面上铺设碎石层(8)，其底部埋设穿孔集水管(9);穿孔集水管(9)连接渗水管(10)，渗水管(10)、滤液管(18)接入滤液池(3);沿碎石层(8)的表面敷设初期排洪管(11)，其下部接入钢制排洪管道(6)，其上部逐段连接至老子坝(7)顶部，端口用法兰盖封堵;沿规划的干法堆存边界的山谷两侧修建截洪沟(12)，雨水池(4)顶部设溢流管(13)与截洪沟(12)相连;滤液池(3)连接滤液回水管(15)，雨水池(4)连接雨水回水管(17)。
2.根据权利要求1所述的山谷型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，其特征在于：在滤液池(3)内安装滤液泵(14)，其出口连接滤液回水管(15)。
3.根据权利要求1所述的山谷型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，其特征在于：在雨水池(4)内安装雨水泵(16)，其出口连接雨水回水管(17)。
4.根据权利要求1所述的山谷型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，其特征在于：初期排洪管(11)由若干节短钢管用法兰连接而成。
5.根据权利要求1所述的山谷型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，其特征在于：碎石层(8)的表面覆盖土工布，沿碎石层(8)的表面土工布上敷设初期排洪管(11)。
说明书
一种山谷型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置
技术领域
本实用新型涉及一种赤泥堆场的废水回收装置，属于氧化铝生产中的赤泥堆存技术领域。
背景技术
赤泥是氧化铝生产中产生的废渣。赤泥主要组份是Si02、CaO、Fe203、A1203、Na20、TiO2、K2O，此外还含灼减成份和微量其它有色金属等。在赤泥还不能大量利用而必须堆存的情况下，目前主要有三种堆存工艺。
第一种堆存工艺是湿法堆存工艺。湿法堆存是较为传统的赤泥堆存方式，将赤泥及附液以(3～4)：1的液固比(固体含量为20%一25%左右)用离心泵和管道由氧化铝厂送到赤泥堆场，赤泥浆由排放口排入赤泥库内，浆体中的泥粒子借重力自然沉降分离，湿法赤泥堆场采用回水塔收集澄清附液。约80%左右的附液可通过回水系统返回氧化铝厂回收利用。湿法堆存工艺中，有两种筑坝方式。一种是中铝下属山东分公司、河南分公司、山西分公司、中州分公司、贵州分公司等用联合法生产氧化铝的企业所采用的初期坝加多级子坝的方式，先用土石等材料建设一定高度的初期坝，然后将烧结法赤泥排放在堆场外围，拜尔法赤泥排放在堆场中部，待初期坝堆满后，利用烧结法赤泥所特有的水硬自凝性冲填构筑多级赤泥子坝，继续向上堆存赤泥。该筑坝方式的前提条件是要有足够数量的烧结法赤泥用作子坝的筑坝材料。第二种是山东魏桥氧化铝厂、茌平氧化铝厂等用纯拜尔法以进口三水铝矿石生产氧化铝的企业采用的一次性建坝方式，用土石等材料建设一定高度的初期坝，然后堆放拜尔法赤泥，由于拜尔法赤泥在高含水量条件下呈流塑态，不具有力学强度，故无法构筑子坝，只能一次性建土石坝堆存，初期坝堆满后，即废弃另建堆场。该堆存方式的土地利用效率较低。
第二种堆存工艺是半干法堆存工艺，目前国内仅在中铝广西分公司、广西华银铝业公司等少数以一水硬铝石为原料的纯拜尔法氧化铝厂采用。半干法堆存工艺的赤泥附液约为湿法的1/5，其流程是：多次洗涤后经沉降槽分离的赤泥浆固体含量在30%～40%左右，再经进一步脱水，使固体含量提高到55%左右，赤泥滤饼经机械强力搅拌，使其动力粘滞数由100Pa·S左右降至10Pa·S以下，用隔膜泵经管道送到赤泥堆场。赤泥堆场表面一般无积水，水分在堆场内一部份(约60%)由于表面蒸发而损失。另一部分通过底部砂石排水层疏排进入附液收集系统。赤泥经翻晒后逐渐干燥固结为可塑态，力学指标增加，初期坝堆满后可以用干赤泥构筑子坝继续向上堆存，其缺点是需要选择晾晒面积较大的场址，占地面积较大。
第三种堆存工艺是干法堆存工艺。将赤泥过滤到固体含量67%左右后，将滤饼用汽车运送到堆场堆存。目前国内仅在贵州凯里氧化铝厂、重庆南川氧化铝厂、重庆武隆氧化铝厂等年产能小于20万吨的以一水硬铝石为原料的小型拜尔法氧化铝厂采用。正在建设中的中铝遵义氧化铝厂也采用该工艺。干法堆存工艺赤泥含水量最低，经适当晾晒后即具有较好的力学强度，初期坝堆满后可以用干赤泥构筑子坝继续向上堆存，是赤泥堆存工艺技术的发展方向。
赤泥堆场的场址，根据氧化铝厂周边地形的自然条件和土地资源状况，可以大致分为山谷型、傍山型、平地型三类。所谓山谷型，指在山谷谷口处筑坝形成的赤泥堆场，坝体工程量较小，我国赤泥堆场的主要类型;所谓傍山型，是在山坡脚下依山筑坝所围成的堆场，赤泥水澄清条件和防洪条件较差，筑坝工程量较大，一般在丘陵地区较常见;所谓平地型，是在平缓地形周边筑坝围成的堆场，筑坝工程量大，堆坝高度有限，多建于平原地区。
传统的山谷型湿法赤泥堆场，在使用至设计标高后，由于澄清距离和干滩长度不能满足工艺要求，一般需进行闭库并另行选址新建赤泥堆场来满足氧化铝厂持续的赤泥排放需要。一座赤泥堆场占地面积高达数十公顷乃至上百公顷，随着人口的增长和土地资源日益减少，在厂区附近寻求满足堆存工艺要求的赤泥堆场新场址越来越困难。即使在离厂区较远的地方找到新的场址，其投资往往高达上亿元，运行费用也比较昂贵。因此，传统的山谷型湿法赤泥堆场，在使用至设计标高后，也可以进行适当的干法改造，使之能够继续堆存赤泥。与新建堆场相比，这种方法可以节约土地和投资。
在对山谷型湿法赤泥堆场进行干法改造的过程中，需要解决的问题之一是废水的回收利用。湿法赤泥堆场改造为干法堆存工艺的过程中，有三种含碱废水需要妥善收集和回用：一是降落在干法赤泥滤饼上的初期雨水，因径流过程中洗涤滤饼表面的附碱而呈碱性;二是赤泥浆经压滤机压滤后所产生的滤液;三是原湿法赤泥堆场内的赤泥浆含水量较高，在堆载作用下会有部分碱性附液从堤坝的外边坡渗出。该部分渗水如果不能进行有效的疏导和回收，会造成赤泥堆场内浸润线升高，对干法改造后堆场的稳定性不利，场内水压的升高会增加附液泄漏的风险，也不利于节约用水和减少工艺流程中碱的消耗。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种山谷型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，以解决现有技术存在的附液泄漏、不利于节约用水和减少工艺流程中碱的消耗、环境污染等不足。
为了解决所述的技术问题，本实用新型采取如下技术方案：滤液池3和雨水池4位于新初期坝2的下游，排洪管道6延长接入雨水池4;在原湿法赤泥堆场的老初期坝1和老子坝7的下游坡面上铺设碎石层8，其底部埋设穿孔集水管9;穿孔集水管9连接渗水管10，渗水管10、滤液管18接入滤液池3;沿碎石层8的表面敷设初期排洪管11，其下部接入排洪管道6，其上部逐段连接至老子坝7顶部，端口用法兰盖封堵以防止赤泥进入管道;沿规划的干法堆存边界的山谷两侧修建截洪沟12，雨水池4顶部设溢流管13与截洪沟12相连;滤液池3连接滤液回水管15，雨水池4连接雨水回水管17。
在滤液池3内安装滤液泵14，其出口连接滤液回水管15。
在雨水池4内安装雨水泵16，其出口连接雨水回水管17。
初期排洪管11由若干节短钢管用法兰连接而成。
碎石层8的表面覆盖土工布，沿碎石层8的表面土工布上敷设初期排洪管11。
采取以上技术方案，就完成了山谷型湿法赤泥堆场干法增容改造过程中的废水回收装置的建设。在停止湿法堆存工艺，对赤泥进行干法堆存后，来自厂区的赤泥浆经过压滤机压滤后产生的滤液，用滤液管18排到滤液池3，再通过安装在滤液池3内的滤液泵14和滤液回水管15返回厂区工艺流程。
在新老初期坝之间的初期堆置区内的降雨通过逐段加高的初期排洪管11进入排洪管道6，再进入雨水池4。雨水池4收集的雨水用雨水泵16和雨水回水管17返回厂区工艺流程，当遭遇暴雨使雨水池4装满时，多余雨水通过溢流管13进入截洪沟12排到库区下游。
初期堆置区堆满后，整个库区形成一个水平的堆积面，场内雨水通过加高后的排洪竖井5排放到库外雨水池4，场外雨水仍通过截洪沟12排放到库外。
在整个干法赤泥滤饼堆存期间，从老初期坝1和老子坝7的外坡面外渗的赤泥附液将用碎石层8和其底部埋设穿孔集水管9收集，并通过渗水管10接入滤液池，与滤液一起用滤液泵14和滤液回水管15返回厂区工艺流程。
与现有技术相比，本实用新型所提供的山谷型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，它能够有效回收初期雨水、滤液和边坡渗水，降低赤泥堆场内的浸润线，达到节水节碱和保护环境的目的。
