一、前言
鋁型材表面處理用水量大，產(chǎn)生廢水多，廢水中有害物質(zhì)持續(xù)排放。如不加以處理必將污染環(huán)境。同時(shí)伴隨著我國(guó)對(duì)排污量的征稅，也會(huì)增加企業(yè)的成本和負(fù)擔(dān)。因此，從企業(yè)的社會(huì)責(zé)任和效益兩方面考慮，進(jìn)行廢水處理是必須和必要的。筆者總結(jié)多年鋁型材表面處理及廢水處理的工藝研究和管理的經(jīng)驗(yàn)，提出一套切實(shí)可行的廢水處理和回用方案，供同行參考。
二、鋁型材表面處理廢水的來(lái)源和種類
鋁型材表面處理的廢水有前處理的除油中和后酸性水洗水、堿腐蝕后的堿性水洗水、酸蝕后酸性水洗水、氧化后的酸性水洗水，著色后的含Ｎｉ２＋、Ｓｎ２＋、酸性水洗水、電泳涂漆離子交換裝置產(chǎn)生的廢酸、廢堿和少量電泳涂漆廢水。廢水混合后呈酸性，含有Ａｌ３＋、Ｎｉ２＋、Ｓｎ２＋、Ｓｎ４＋、Ｎａ＋、Ｃｒ３＋等陽(yáng)離子，以及ＳＯ４２－、Ｆ－、ＮＯ３－、Ｃｌ－、ＡｌＯ２－、Ａｃ－等陰離子，以及表面活性劑和丙稀酸樹(shù)脂等有機(jī)物。廢液有脫脂中和產(chǎn)生的廢硫酸，廢硝酸以及氧化產(chǎn)生的廢硫酸、著色產(chǎn)生的廢液、電泳涂漆產(chǎn)生的廢丙烯酸液、封孔產(chǎn)生的含Ｎｉ２＋、Ｆ－等廢液。
三、減少?gòu)U水和廢液排放的辦法
減少?gòu)U水和廢液的辦法有合理控制控水時(shí)間和控制裝料角度減少槽液帶出量，盡量采用二級(jí)三級(jí)逆流漂洗，減少用水量。酸蝕和脫脂后水洗水用于堿腐蝕后的水洗，氧化后水洗水用于酸蝕和脫脂后水洗。另外為了減少或避免廢水和廢槽液的排放，生產(chǎn)線應(yīng)設(shè)計(jì)和使用各種回收裝置，如酸蝕回收裝置、堿蝕回收裝置、陽(yáng)極氧化除鋁裝置、著色液RO回收裝置、電泳涂漆RO回收裝置，使用這些回收裝置可以將廢水用量和廢液排放量降到最大限度，同時(shí)也最大限度的降低了生產(chǎn)成本。
四、廢水處理的原理與方法
鋁型材表面處理產(chǎn)生的廢水，主要是酸堿廢水，含有Ni2+、Sn2+、F－等少量有害陰陽(yáng)離子，處理方法是酸堿中和。廢水一般呈酸性，須加堿中和，調(diào)PH值至7～8.5左右。同時(shí)在中和過(guò)程中陽(yáng)離子Al3+
、Ni2+、Sn2+、Cr3+等都形成氫氧化物沉淀。經(jīng)過(guò)中和與沉淀的廢水用泵打入凝聚槽中，同時(shí)用定量泵打入溶解好的聚酰胺凝絮劑與廢水凝聚，凝聚后廢水進(jìn)入沉淀槽，沉淀方式有斜板沉淀法、氣浮法、離心沉淀法等，筆者認(rèn)為還是離心沉淀法使用比較穩(wěn)定，經(jīng)沉淀后，清液從上部溢流口溢出后進(jìn)入排放池或再處理蓄水池。經(jīng)過(guò)上述處理的廢水就可以達(dá)標(biāo)排放了，如果要進(jìn)行廢水回用，此時(shí)的廢水可以經(jīng)過(guò)粗濾后進(jìn)入ＲＯ裝置進(jìn)行處理，除掉多余陰陽(yáng)離子、有機(jī)物，此時(shí)的水ＰＨ值可能偏低，可以經(jīng)過(guò)陰陽(yáng)離子交換裝置調(diào)整后達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)沉淀產(chǎn)生的污泥定期排入污泥池，經(jīng)板式壓餅機(jī)或帶式脫水機(jī)處理后變成工業(yè)廢渣，送入工業(yè)廢渣處理廠。
如果生產(chǎn)線有酸蝕工藝，酸蝕廢水應(yīng)單獨(dú)匯集后加入石灰或氯化鈣沉淀Ｆ－。如果工廠有鉻化工藝，鉻化工藝產(chǎn)生的含鉻廢水應(yīng)該先單獨(dú)匯集后，將Ｃｒ６＋還原為Ｃｒ３＋，處理的工藝方法有電解還原法和化學(xué)還原法，其中以化學(xué)還原法最簡(jiǎn)單理想，使用的化學(xué)藥品一般為亞硫酸鈉和焦亞硫酸鈉，以后者較為經(jīng)濟(jì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ２ＣｒＯ７２一＋３Ｓ２Ｏ５２一＋１０Ｈ＋→４Ｃｒ３＋＋６ＳＯ４２一＋５Ｈ２Ｏ 表面處理廢水的工藝流程見(jiàn)表１。
五、廢水處理設(shè)備要點(diǎn)
按照廢水處理的工藝流程配備的設(shè)備有池槽類，包括：廢水匯集池、中和池、還原池、中轉(zhuǎn)池、沉淀池、排放池、污泥池、廢酸池、廢堿池、凝絮劑溶解槽、鈣溶解槽、酸槽、堿槽。泵類包括中轉(zhuǎn)泵、計(jì)量泵、污泥泵。其他設(shè)備和儀器包括：ＰＨ／電位控制器、攪拌機(jī)、液位計(jì)、脫水機(jī)（板式壓濾機(jī)）、粗濾裝置、ＲＯ反滲透裝置、離子交換裝置。電器控制柜、管閥等。整個(gè)裝置在液位計(jì)ＰＨ／電位控制器、電器控制柜的控制下可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。人工進(jìn)行定期清理污泥，添加凝絮劑等。 整個(gè)控制和運(yùn)行過(guò)程為含鉻廢水泵至還原槽由ＰＨ／電位控制器控制定量泵加入焦亞硫酸鈉，Ｃｒ６＋還原后溢流至廢水匯集池。酸蝕廢水泵入鈣鹽沉淀池由ＰＨ／電位控制器控制定量泵加入鈣鹽，Ｆ一沉淀后溢流至廢水匯集池。廢水匯集池的廢水自流至中和池，同時(shí)經(jīng)過(guò)ＰＨ／電位控制器將測(cè)得的中和池１廢水ＰＨ值電位值傳至控制柜，控制柜發(fā)出信號(hào)，酸堿定量泵向中和池１添加硫酸或氫氧化鈉。廢水從中和ｌ池溢流至中和池２，同樣經(jīng)過(guò)ＰＨ／電位控制器檢測(cè)ＰＨ值再添加酸或堿將ＰＨ調(diào)至設(shè)定值。廢水溢流至中轉(zhuǎn)池經(jīng)ＰＨ／電位控制器檢測(cè)其ＰＨ值用于顯示或記錄。中轉(zhuǎn)池的廢水經(jīng)液位計(jì)檢測(cè)啟動(dòng)中轉(zhuǎn)泵，將廢水送至凝聚槽，與此同時(shí)啟動(dòng)凝絮劑定量泵將凝絮劑打入凝聚槽，廢水經(jīng)攪拌凝聚后自動(dòng)流至沉淀槽。經(jīng)沉淀后清水溢流至排水池，如若需要回用處理排放池的廢水可由液位計(jì)和廢水泵送至粗濾罐，過(guò)濾后進(jìn)入ＲＯ反滲透裝置，滲透液進(jìn)入蓄水池準(zhǔn)備回收。廢水處理設(shè)備規(guī)格的選擇。污泥沉淀后通過(guò)刮泥板進(jìn)入槽底匯集池，由污泥輸送管上的氣動(dòng)定時(shí)閥定時(shí)將污泥排入污泥池。污泥經(jīng)由液位計(jì)和污泥泵送至板式或帶式壓濾機(jī)壓濾。
廢水處理的池槽和設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇是廢水處理設(shè)備能否成功運(yùn)行的關(guān)鍵。廢水匯集池大小一般為每小時(shí)廢水量的２倍左右，以便使生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢水在壓縮空氣的攪拌下充分混合。中和池為兩級(jí)中和規(guī)格相同，大小一般為每小時(shí)廢水量的一半左右，池中可設(shè)攪拌機(jī)或風(fēng)攪拌。中轉(zhuǎn)池的規(guī)格為１０ｍ３左右即可。凝聚槽體積為５￣１０ｍ３即可。沉淀槽直徑一般６￣８ｍ，高３￣４ｍ即可，呈倒錐形。另外廢酸池、廢堿池、鈣鹽池體積一般為１￣５ｍ３。凝絮劑槽體積為２￣５ｍ３即可。所有池槽除裝堿外應(yīng)該進(jìn)行防腐處理，一般用３￣４層玻璃鋼即可。污泥槽、凝聚槽、沉淀槽需設(shè)攪拌機(jī)，前兩者轉(zhuǎn)速為每分鐘１００轉(zhuǎn)左右，后者轉(zhuǎn)速為０．０４５￣０．１８ｒｐｍ即可。需要設(shè)廢水中轉(zhuǎn)泵，此泵最好設(shè)兩臺(tái)以備維修，以自吸泵為佳，否則最好設(shè)水上式底閥。泵的流量選擇應(yīng)留有余地。污泥泵應(yīng)選專業(yè)污泥泵，以保持可靠性。定量泵一般選擇４～５ｌ／ｍｉｎ流量即可。廢酸泵、廢堿泵選擇耐酸堿泵，流量一般為２０￣５０ １／ｍｉｎ即可。
ＰＨ控制器和液位計(jì)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行的關(guān)鍵，一定要選擇可靠性高的產(chǎn)品。
板式或帶式脫水機(jī)，應(yīng)選擇自動(dòng)化 程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小的產(chǎn)品以確保及時(shí)清渣。
凝絮劑應(yīng)選擇聚丙酰胺類分子量為５００萬(wàn)￣８００萬(wàn)左右，凝絮劑應(yīng)按０．１％量加入，凝絮劑槽攪拌溶解時(shí)間為５￣８小時(shí)。
六、結(jié)論
中國(guó)目前有６００多家鋁型材生產(chǎn)企業(yè)，每年生產(chǎn)２００多萬(wàn)噸鋁型材，同時(shí)也排放大量廢水，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。本文闡述了鋁型材表面處理廢水的來(lái)源、減少?gòu)U水的方法以及廢水處理與回收工藝原理、設(shè)備要求。
鋁型材生產(chǎn)過(guò)程中需大量用水，同時(shí)排放的廢水會(huì)污染環(huán)境。合理地配置廢水處理設(shè)備可以有效地進(jìn)行廢水處理。本公司立式萬(wàn)噸生產(chǎn)線采用以上方法實(shí)現(xiàn)了廢水全自動(dòng)處理。全行業(yè)實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放后，將在提高全行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益
的同時(shí)為國(guó)家的環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。
鋁型材表面處理用水量大，產(chǎn)生廢水多，廢水中有害物質(zhì)持續(xù)排放。如不加以處理必將污染環(huán)境。同時(shí)伴隨著我國(guó)對(duì)排污量的征稅，也會(huì)增加企業(yè)的成本和負(fù)擔(dān)。因此，從企業(yè)的社會(huì)責(zé)任和效益兩方面考慮，進(jìn)行廢水處理是必須和必要的。筆者總結(jié)多年鋁型材表面處理及廢水處理的工藝研究和管理的經(jīng)驗(yàn)，提出一套切實(shí)可行的廢水處理和回用方案，供同行參考。
二、鋁型材表面處理廢水的來(lái)源和種類
鋁型材表面處理的廢水有前處理的除油中和后酸性水洗水、堿腐蝕后的堿性水洗水、酸蝕后酸性水洗水、氧化后的酸性水洗水，著色后的含Ｎｉ２＋、Ｓｎ２＋、酸性水洗水、電泳涂漆離子交換裝置產(chǎn)生的廢酸、廢堿和少量電泳涂漆廢水。廢水混合后呈酸性，含有Ａｌ３＋、Ｎｉ２＋、Ｓｎ２＋、Ｓｎ４＋、Ｎａ＋、Ｃｒ３＋等陽(yáng)離子，以及ＳＯ４２－、Ｆ－、ＮＯ３－、Ｃｌ－、ＡｌＯ２－、Ａｃ－等陰離子，以及表面活性劑和丙稀酸樹(shù)脂等有機(jī)物。廢液有脫脂中和產(chǎn)生的廢硫酸，廢硝酸以及氧化產(chǎn)生的廢硫酸、著色產(chǎn)生的廢液、電泳涂漆產(chǎn)生的廢丙烯酸液、封孔產(chǎn)生的含Ｎｉ２＋、Ｆ－等廢液。
三、減少?gòu)U水和廢液排放的辦法
減少?gòu)U水和廢液的辦法有合理控制控水時(shí)間和控制裝料角度減少槽液帶出量，盡量采用二級(jí)三級(jí)逆流漂洗，減少用水量。酸蝕和脫脂后水洗水用于堿腐蝕后的水洗，氧化后水洗水用于酸蝕和脫脂后水洗。另外為了減少或避免廢水和廢槽液的排放，生產(chǎn)線應(yīng)設(shè)計(jì)和使用各種回收裝置，如酸蝕回收裝置、堿蝕回收裝置、陽(yáng)極氧化除鋁裝置、著色液RO回收裝置、電泳涂漆RO回收裝置，使用這些回收裝置可以將廢水用量和廢液排放量降到最大限度，同時(shí)也最大限度的降低了生產(chǎn)成本。
四、廢水處理的原理與方法
鋁型材表面處理產(chǎn)生的廢水，主要是酸堿廢水，含有Ni2+、Sn2+、F－等少量有害陰陽(yáng)離子，處理方法是酸堿中和。廢水一般呈酸性，須加堿中和，調(diào)PH值至7～8.5左右。同時(shí)在中和過(guò)程中陽(yáng)離子Al3+
、Ni2+、Sn2+、Cr3+等都形成氫氧化物沉淀。經(jīng)過(guò)中和與沉淀的廢水用泵打入凝聚槽中，同時(shí)用定量泵打入溶解好的聚酰胺凝絮劑與廢水凝聚，凝聚后廢水進(jìn)入沉淀槽，沉淀方式有斜板沉淀法、氣浮法、離心沉淀法等，筆者認(rèn)為還是離心沉淀法使用比較穩(wěn)定，經(jīng)沉淀后，清液從上部溢流口溢出后進(jìn)入排放池或再處理蓄水池。經(jīng)過(guò)上述處理的廢水就可以達(dá)標(biāo)排放了，如果要進(jìn)行廢水回用，此時(shí)的廢水可以經(jīng)過(guò)粗濾后進(jìn)入ＲＯ裝置進(jìn)行處理，除掉多余陰陽(yáng)離子、有機(jī)物，此時(shí)的水ＰＨ值可能偏低，可以經(jīng)過(guò)陰陽(yáng)離子交換裝置調(diào)整后達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)沉淀產(chǎn)生的污泥定期排入污泥池，經(jīng)板式壓餅機(jī)或帶式脫水機(jī)處理后變成工業(yè)廢渣，送入工業(yè)廢渣處理廠。
如果生產(chǎn)線有酸蝕工藝，酸蝕廢水應(yīng)單獨(dú)匯集后加入石灰或氯化鈣沉淀Ｆ－。如果工廠有鉻化工藝，鉻化工藝產(chǎn)生的含鉻廢水應(yīng)該先單獨(dú)匯集后，將Ｃｒ６＋還原為Ｃｒ３＋，處理的工藝方法有電解還原法和化學(xué)還原法，其中以化學(xué)還原法最簡(jiǎn)單理想，使用的化學(xué)藥品一般為亞硫酸鈉和焦亞硫酸鈉，以后者較為經(jīng)濟(jì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ２ＣｒＯ７２一＋３Ｓ２Ｏ５２一＋１０Ｈ＋→４Ｃｒ３＋＋６ＳＯ４２一＋５Ｈ２Ｏ 表面處理廢水的工藝流程見(jiàn)表１。
五、廢水處理設(shè)備要點(diǎn)
按照廢水處理的工藝流程配備的設(shè)備有池槽類，包括：廢水匯集池、中和池、還原池、中轉(zhuǎn)池、沉淀池、排放池、污泥池、廢酸池、廢堿池、凝絮劑溶解槽、鈣溶解槽、酸槽、堿槽。泵類包括中轉(zhuǎn)泵、計(jì)量泵、污泥泵。其他設(shè)備和儀器包括：ＰＨ／電位控制器、攪拌機(jī)、液位計(jì)、脫水機(jī)（板式壓濾機(jī)）、粗濾裝置、ＲＯ反滲透裝置、離子交換裝置。電器控制柜、管閥等。整個(gè)裝置在液位計(jì)ＰＨ／電位控制器、電器控制柜的控制下可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。人工進(jìn)行定期清理污泥，添加凝絮劑等。 整個(gè)控制和運(yùn)行過(guò)程為含鉻廢水泵至還原槽由ＰＨ／電位控制器控制定量泵加入焦亞硫酸鈉，Ｃｒ６＋還原后溢流至廢水匯集池。酸蝕廢水泵入鈣鹽沉淀池由ＰＨ／電位控制器控制定量泵加入鈣鹽，Ｆ一沉淀后溢流至廢水匯集池。廢水匯集池的廢水自流至中和池，同時(shí)經(jīng)過(guò)ＰＨ／電位控制器將測(cè)得的中和池１廢水ＰＨ值電位值傳至控制柜，控制柜發(fā)出信號(hào)，酸堿定量泵向中和池１添加硫酸或氫氧化鈉。廢水從中和ｌ池溢流至中和池２，同樣經(jīng)過(guò)ＰＨ／電位控制器檢測(cè)ＰＨ值再添加酸或堿將ＰＨ調(diào)至設(shè)定值。廢水溢流至中轉(zhuǎn)池經(jīng)ＰＨ／電位控制器檢測(cè)其ＰＨ值用于顯示或記錄。中轉(zhuǎn)池的廢水經(jīng)液位計(jì)檢測(cè)啟動(dòng)中轉(zhuǎn)泵，將廢水送至凝聚槽，與此同時(shí)啟動(dòng)凝絮劑定量泵將凝絮劑打入凝聚槽，廢水經(jīng)攪拌凝聚后自動(dòng)流至沉淀槽。經(jīng)沉淀后清水溢流至排水池，如若需要回用處理排放池的廢水可由液位計(jì)和廢水泵送至粗濾罐，過(guò)濾后進(jìn)入ＲＯ反滲透裝置，滲透液進(jìn)入蓄水池準(zhǔn)備回收。廢水處理設(shè)備規(guī)格的選擇。污泥沉淀后通過(guò)刮泥板進(jìn)入槽底匯集池，由污泥輸送管上的氣動(dòng)定時(shí)閥定時(shí)將污泥排入污泥池。污泥經(jīng)由液位計(jì)和污泥泵送至板式或帶式壓濾機(jī)壓濾。
廢水處理的池槽和設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇是廢水處理設(shè)備能否成功運(yùn)行的關(guān)鍵。廢水匯集池大小一般為每小時(shí)廢水量的２倍左右，以便使生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢水在壓縮空氣的攪拌下充分混合。中和池為兩級(jí)中和規(guī)格相同，大小一般為每小時(shí)廢水量的一半左右，池中可設(shè)攪拌機(jī)或風(fēng)攪拌。中轉(zhuǎn)池的規(guī)格為１０ｍ３左右即可。凝聚槽體積為５￣１０ｍ３即可。沉淀槽直徑一般６￣８ｍ，高３￣４ｍ即可，呈倒錐形。另外廢酸池、廢堿池、鈣鹽池體積一般為１￣５ｍ３。凝絮劑槽體積為２￣５ｍ３即可。所有池槽除裝堿外應(yīng)該進(jìn)行防腐處理，一般用３￣４層玻璃鋼即可。污泥槽、凝聚槽、沉淀槽需設(shè)攪拌機(jī)，前兩者轉(zhuǎn)速為每分鐘１００轉(zhuǎn)左右，后者轉(zhuǎn)速為０．０４５￣０．１８ｒｐｍ即可。需要設(shè)廢水中轉(zhuǎn)泵，此泵最好設(shè)兩臺(tái)以備維修，以自吸泵為佳，否則最好設(shè)水上式底閥。泵的流量選擇應(yīng)留有余地。污泥泵應(yīng)選專業(yè)污泥泵，以保持可靠性。定量泵一般選擇４～５ｌ／ｍｉｎ流量即可。廢酸泵、廢堿泵選擇耐酸堿泵，流量一般為２０￣５０ １／ｍｉｎ即可。
ＰＨ控制器和液位計(jì)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行的關(guān)鍵，一定要選擇可靠性高的產(chǎn)品。
板式或帶式脫水機(jī)，應(yīng)選擇自動(dòng)化 程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小的產(chǎn)品以確保及時(shí)清渣。
凝絮劑應(yīng)選擇聚丙酰胺類分子量為５００萬(wàn)￣８００萬(wàn)左右，凝絮劑應(yīng)按０．１％量加入，凝絮劑槽攪拌溶解時(shí)間為５￣８小時(shí)。
六、結(jié)論
中國(guó)目前有６００多家鋁型材生產(chǎn)企業(yè)，每年生產(chǎn)２００多萬(wàn)噸鋁型材，同時(shí)也排放大量廢水，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。本文闡述了鋁型材表面處理廢水的來(lái)源、減少?gòu)U水的方法以及廢水處理與回收工藝原理、設(shè)備要求。
鋁型材生產(chǎn)過(guò)程中需大量用水，同時(shí)排放的廢水會(huì)污染環(huán)境。合理地配置廢水處理設(shè)備可以有效地進(jìn)行廢水處理。本公司立式萬(wàn)噸生產(chǎn)線采用以上方法實(shí)現(xiàn)了廢水全自動(dòng)處理。全行業(yè)實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放后，將在提高全行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益
的同時(shí)為國(guó)家的環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。
