鋁型材廢水的治理工藝

　　1、廢水特點(diǎn)

　　鋁型材生產(chǎn)過程主要包括對成型鋁材的脫脂、堿蝕、酸洗、氧化、封孔及著色，而經(jīng)上述工序處理后的型材均需用水進(jìn)行清洗，這部分型材清洗水以溢流形式排出清洗槽，是鋁型材廠廢水的主要來源。鋁型材廠生產(chǎn)廢水除含有大量的鋁離子，還含有部分鋅、鎳、銅等金屬離子，廢水的酸堿度視各生產(chǎn)要求不同而有所變化，但呈酸性的居多。表1 鋁型材廢水水質(zhì)表 項(xiàng)目 pH 懸浮物（mg/L） 銅（mg/L） 鋅（mg/L） 鎳（mg/L） 濃度 2～4 300～1000 0．5～3 1．5～4 1．5～4

　　2、廢水處理工藝流程

　　針對鋁型材廢水主要含各種金屬離子及懸浮物的特性，采用中和調(diào)節(jié)及混凝沉淀法工藝。鋁型材生產(chǎn)廢水由車間排出后流入中和調(diào)節(jié)池，池內(nèi)設(shè)空氣攪拌，以均衡水質(zhì)。廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池均衡水質(zhì)及水量后，加入堿調(diào)節(jié)pH值至6～9，再用泵抽送入沉淀池中，在抽送過程同時(shí)加入絮凝劑（PAM）。廢水中的金屬離子在與堿反應(yīng)形成氫氧化物后，又在絮凝劑的作用下，形成較大顆粒礬花，在重力作用下快速沉降，沉淀池上半部清液可直接外排，出水水質(zhì)達(dá)到廣東省地方排放標(biāo)準(zhǔn)DB 4426—89二類地區(qū)二級排放標(biāo)準(zhǔn)。沉淀池污泥經(jīng)污泥池濃縮后用泵抽送入板框壓濾機(jī)脫水后作衛(wèi)生填埋或綜合利用。

　　3、工藝原理

　　3.1 調(diào)節(jié)池

　　在鋁型材廢水處理中，將調(diào)節(jié)池的池型分為間歇和連續(xù)兩種。人工調(diào)節(jié)時(shí)需將調(diào)節(jié)池分成兩格，每格池廢水的停留時(shí)間為1～2 h，輪流間歇使用，以便于人工調(diào)節(jié)；自動(dòng)調(diào)節(jié)只需一格調(diào)節(jié)池，用pH自動(dòng)調(diào)節(jié)儀控制廢水的pH值，由于鋁型材廢水含有大量的鋁，而鋁在溶液中呈兩性狀態(tài)。當(dāng)pH＜3時(shí)，鋁主要存在形態(tài)為Al（H2O）3＋6；當(dāng)pH＝7時(shí)，氫氧化鋁成為Al3＋的主要存在形態(tài)；當(dāng)pH＞8．5后，大部分氫氧化鋁便水解為帶負(fù)電荷的絡(luò)合陰離子。所以，在工程調(diào)試時(shí)必須將pH值控制在適當(dāng)?shù)姆秶�，以使鋁能以氫氧化鋁的形態(tài)充分沉淀。

　　3.2、反應(yīng)池

　　反應(yīng)池的作用主要是使鋁型材廢水中的Al3＋與OH－充分反應(yīng)生成難溶的Al（OH）3沉淀。通常豎流式沉淀池采用渦流反應(yīng)器，平流式沉淀池用折流式反應(yīng)器。

　　3.3、混凝沉淀池

　　廢水中的金屬離子在調(diào)節(jié)池與堿反應(yīng)后，生成難溶的氫氧化物，但由于形成的顆粒較小，在水流的作用下不易沉降，所以必須加入絮凝劑使這些顆粒相互粘結(jié)，聚集成較大顆粒，通過沉淀池固液分離被去除。沉淀池采用平流式或豎流式，尤其后者用得最為廣泛。豎流式沉淀池特別適合于絮凝物沉降，且操作簡單、易于管理、上清液可直接外排。沉淀池停留時(shí)間2h，表面負(fù)荷為1m3/（m2?h）。

　　3.4、污泥處理

　　經(jīng)過沉淀池排出的鋁型材污泥含水率達(dá)到90%以上，需要進(jìn)行脫水處理。根據(jù)工廠的生產(chǎn)能力、排污規(guī)模，選取自然干化和機(jī)械脫水兩種方法對污泥進(jìn)行處理。

　　自然干化就是用干化池盛放污泥，利用陽光將其曬干。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是省事、經(jīng)濟(jì)，但只適合污泥量較小的企業(yè)，而且遇上陰雨天氣非常麻煩；機(jī)械脫水包括采用離心機(jī)、帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)。但由于鋁型材污泥結(jié)構(gòu)疏松，且?guī)в幸欢ǖ?a href='../../zsk/ct.asp?id=7140' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>腐蝕性，只有板框壓濾機(jī)的效果最好。所以在工程設(shè)計(jì)中，將污泥從沉淀池利用靜壓排至污泥濃縮池內(nèi)，經(jīng)濃縮后用泵抽送到板框壓濾機(jī)壓濾。處理后污泥含水率可降至70%左右，泥餅外運(yùn)或綜合利用。

　　3.5、調(diào)試的關(guān)鍵

　　在鋁型材廢水治理工程調(diào)試中，最關(guān)鍵的是對廢水的pH值進(jìn)行控制，使各種金屬離子生成難溶的氫氧化物，從而達(dá)到最佳的去除效果。 表2　各種金屬離子去除的最佳pH值 金屬離子 pH范圍 殘留濃度（mg/L） 備注 鋁 5．5～8 ≤3 pH 6．5以上再溶解 銅 7～14 ≤1 　鋅 9～10．5 ≤1 pH 10．5以上再溶解 鎳 ＞9 ≤1
　　由表2和對多項(xiàng)鋁型材廢水工程的調(diào)試效果來看，對于一般的鋁型材廢水，將pH值控制在7．5～8．5得到的沉淀效果最佳；對于某種金屬離子偏多的廢水，需根據(jù)該金屬離子的特性調(diào)節(jié)pH值。

　　4、監(jiān)測結(jié)果及分析

　　該鋁型材廢水處理工藝已在南海市90%以上的鋁材廠投入運(yùn)行使用，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。表3為部分企業(yè)取樣監(jiān)測結(jié)果。表3　鋁型材廠廢水監(jiān)測結(jié)果表 單位 水樣 pH 懸浮物（mg/L） 銅（mg/L） 鋅（mg/L） 鎳（mg/L） 興發(fā)鋁材廠 進(jìn)水 1．86 1454 0．55 0．24 2．12 出水 6．29 20．8 0．02 0．02 0．08 鳳池廢水廠 進(jìn)水 9．97 3804 0．40 0．51 1．70 出水 7．94 12．8 0．04 0．00 0．26 聯(lián)窖廢水廠 進(jìn)水 4．34 2952 1．61 3．22 4．92 出水 7．13 7．2 0．04 0．15 0．26 廣東省排放標(biāo)準(zhǔn) 6～9 100 1 2 1 注以上數(shù)據(jù)為南海市環(huán)境監(jiān)測站提供，出水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 為廣東省《工業(yè)三廢排放標(biāo)準(zhǔn)》DB 4426—89。

　　5、小結(jié)

　　①、工程實(shí)踐表明該工藝是合理、可行的。

　　②、由于鋁在溶液中的兩性狀態(tài)，鋁離子在廢水中也起著凈水劑的作用，同時(shí)在加入的各種絮凝劑、混凝劑中也含有大量的鋁，所以在處理后的水質(zhì)項(xiàng)目中沒有對鋁的濃度作出要求。

　　③、鋁型材廢水處理工藝原理簡單，操作、管理方便，還適合其他金屬廢水、酸堿廢水處理。目前存在的問題是廢渣的處理，鋁材污泥經(jīng)壓濾機(jī)脫水后仍含較多的氫氧化物，隨便處置會造成二次污染。實(shí)際上鋁材廢水的沉淀物含有大量的氫氧化鋁，如果加以開發(fā)利用，提煉出非常純凈的氫氧化鋁作為一種化工原料，具有廣泛的用途。