铝型材表面处理废水处理与回用技术

铝是一种非常活跃的金属。为了防止铝型材表面氧化或环境影响引起的缺陷，在使用前必须对铝型材进行表面处理。通过处理可以在铝型材表面形成保护膜。该保护膜具有美观、耐腐蚀、提高机械强度、延长使用寿命等功能。铝型材的表面处理需要大量的水。通常，铝型材的表面处理每吨消耗50至80吨水。铝型材表面处理产生的废水主要是酸碱废水，含有大量的Al3+、SO42和少量的Ni2+、Sn2+、Cr3+、F-等。废水处理通常采用酸碱中和法。废水一般是酸性的，需要用碱中和。中和过程中，吸附沉淀过程中去除了Al3+、Ni2+、Sn2+、Cr3+等氢氧化物，混凝过程中SO42、F-阴离子与Ca2+、Fe2+阳离子沉淀，部分去除。铝型材表面处理的主要用水环节是脱脂、碱腐蚀、中和和氧化。以上各环节的水质要求不太高。除脱脂、中和、氧化外，脱脂、中和、氧化后洗涤用水的pH值应大于2，碱腐蚀后洗涤用水的pH值应小于12，浑浊度应小于50NTU，当碱腐蚀后的洗涤用水分别小于500 mg/L和2000 mg/L。为此，采用混凝-微滤膜分离工艺对铝型材表面处理废水进行处理，达到回用的目的。

通过混凝沉淀试验，确定了混凝工艺的最佳凝血剂、凝血剂及其添加量。然后研究了微滤膜的操作因素对膜过滤性能的影响及组合过程的整体操作效果，并进行了技术和经济分析。组合过程可以达到节约用水、减少污染的目的，具有多方面的社会、环境和经济效益。

1.试验材料和方法

1.1试验用水

实验设备直接放置在广东省佛山市铝型材表面处理生产线综合废水处理池旁。(除含铬、镍废水单独处理外，其余废水直接进入调节池)所用废水直接取自综合废水处理池。水质为：Al3+500-600 mg/L，SO42-2000-3000 mg/L，浑浊度300-500 NTU，pH3-5。

1.2试验装置

铝表面处理废水处理和回用技术

混凝池、斜管沉淀池和滤池的有效容积分别为30、50和80L。微滤膜由日本三菱公司生产的聚乙烯中空纤维膜制成。膜的孔径为0.1um，丝的内径为0.27mm，外径为0.42mm，膜面积为2.0m2。膜组件直接放置在过滤池中，在过滤池下设置空气曝气管对膜组件进行冲刷。膜组件出口管两端装有电磁阀，通过时间控制器控制出水和反曝气。

1.3试验方法

1.3.1混凝剂筛选试验

为了选择合适的凝血剂和助剂，在勘探阶段用顺序批试验比较了各种常用凝血剂的凝血效应。根据铝型材表面处理废水的特点和后续废水处理方案的需要，采用浊度、铝-3+、钠-42去除率和絮凝性作为测试指标，寻找最佳凝剂和用量。

取几个1000mL烧杯，加入500mL综合调理罐废水(水温和室温约28℃)，加入计量混凝剂，加入NaOH粉调节pH至8.0，然后在每个烧杯中加入计量助剂。将PAM以360r / min放置在六耦合器上1分钟，然后以150r / min放置2分钟;静置30分钟后，取上清液测试絮凝和沉降效果。

1.3.2混凝+微滤膜分离组合试验

凝结剂和凝结剂溶液通过测量阀进入进气泵的吸水线，并通过叶轮快速混合原水进入混凝土池。缓慢搅拌后，进入斜管沉淀池;泥浆水分离后，上层液体进入滤池，在吸泵下被膜过滤。进气阀和放气阀在时间控制器的控制下交替工作。根据凝结系统中水中悬浮物的含量，滤池底部每6～8个周期取出一次。

2、结果与讨论

2.1凝固沉淀试验

本研究选取25种混凝剂：FeCl2、FeCl3、Fe2(SO4)3、AlCl3和Ca(OH)。为了提高絮体的密度，采用聚丙烯酰胺作为助凝剂。混凝剂质量浓度分别为100、150、200和250 mg/L，助凝剂质量浓度分别为2、4、6和8 mg/L。通过对比实验，得出了各种助凝剂/助凝剂的最佳投加量和絮凝效果。结果如表1所示。

铝表面处理废水处理和回用技术

Ca(OH)2 / PAM的凝结效果明显优于其他凝结剂。当Ca(OH)2浓度为200mg / L，PAM浓度为4mg / L时，混凝沉淀后出水浊度达到50NTU，出水Al3 +和SO42-低于18和1500mg / L ， 分别。结果表明，单一废水处理和处理铝表面处理综合废水，勉强可以达到脱脂，碱蚀，中和，氧化等工艺的水质要求，但混凝剂用量大，出水水质为不够稳定。

单次混凝沉淀处理可通过添加足够的混凝剂和助凝剂去除水中悬浮的胶粒，形成具有良好沉淀性能的絮体。采用混凝与微滤膜分离相结合的工艺。由于微滤膜的分离技术可以达到0.1微米级的固液分离水平，混凝剂和助凝剂只能通过压缩双电层使胶粒失稳，而不依靠重力沉降而形成粒径，这不仅可以降低胶粒的质量。凝固剂和助凝剂。与单次混凝沉淀相比，增加了污染物的使用量和去除范围。在Ca(OH)2(200 mg/L)用量不变的条件下，研究了混凝-微滤膜分离联合工艺对铝型材加工废水的处理效果，但混凝剂PAM用量仅为2 mg/L的一半。

2.2微滤膜周期反向曝气对膜过滤性能的影响

本文以平均膜通量作为膜过滤性能的评价指标。为降低膜污染程度，保持膜过滤性能的稳定性，试验采用周期性的抗曝气操作方法，将沉积在膜表面的泥饼层吹掉。防曝气压力为0.15mpa，防曝气时间为3分钟。不同操作周期下膜过滤性能的结果表明，膜周期性抗曝气能在很大程度上吹掉沉积在膜表面的泥饼层，减少膜污染，恢复膜通量，并有效保持膜过滤性能的稳定性。通过过滤30分钟和防曝气3分钟，周期水的产生稳定在40升/(m2˙h)左右。

2.3混凝+微滤膜分离组合工艺运行性能

以ca(oh)2和pam作为凝血剂和凝血剂，质量浓度分别为200和2mg/l，操作为30分钟过滤和3分钟抗曝气。在条件下，平均膜通量控制在40升/(m2˙h)稳定运行2周。图2和图3显示了混凝和微滤膜分离对铝型材废水表面处理的影响。

铝表面处理废水处理和回用技术

微滤后出水浊度约10NTU，完全满足除油、碱腐蚀、中和、氧化后洗涤用水的浊度要求。

虽然系统摄入量so42-波动(主要是由无限期释放部分脱脂或光浴液引起)，so42-最终排出量稳定在约1000毫克/升，将生成的硫酸钙沉淀和氢氧化铝沉淀吸附到so42-可能是该系统中去除硫酸盐的主要途径;经过混凝+微滤膜分离组合过程后，系统出液al3+稳定在约8mg/l。经过组合工艺后，系统水输出完全达到了脱脂、碱性侵蚀、中和、氧化等工艺后洗涤过程中水的al3+和so42-2的要求。

3、技术经济分析

与常规工艺相比，混凝+微滤膜分离与组合工艺处理铝表面处理废水具有出水水质稳定，工程面积小，投资少，自动化程度高，操作管理方便等优点。 [3]污水可以重复使用。

以1000吨污水处理及回用为例，对混凝-微滤膜分离联合工艺进行了技术经济分析：投资15万元，设备成本(膜价150元/m2)18.6万元，折旧成本(膜寿命3年，其余20年)0.192元。元/立方米，能耗0.4元/立方米[电费0.8元/(kw˙h)]，药费0.133元/立方米，人工费0.15元/立方米，系统总运行成本0.875元/立方米。与目前企业用水成本2.5元/立方米(其中自来水1.3元/立方米，污水处理0.4元/立方米，污水排放0.8元/立方米)相比，经济效益十分明显。

4、结论

采用混凝+微滤膜分离 - 组合工艺处理铝表面处理综合废水的工艺条件：以Ca(OH)2为凝固剂，PAM为凝固剂，Ca(OH)2和PAM配料的质量浓度为通过过滤30分钟并反向曝气3分钟操作微滤膜分离系统200,2mg / L.在这种情况下，系统稳定运行2周。虽然进水水质变化很大，但出水浊度稳定在10 NTU左右，Al3 +和SO42-稳定在8 mg / L和1000 mg / L，出水水质完全满足脱脂和碱蚀刻。中和，氧化等过程后水洗的需水量。与常规处理工艺相比，混凝+微滤膜分离和组合工艺具有明显的技术优势，经济可行。