1 廢水特點
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，在抽送過程同時加入絮凝劑(PAM)。廢水中的金屬離子在與堿反應形成氫氧化物后，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)達到廣東省地方排放標準DB4426—89二類地區(qū)二級排放標準。
沉淀池污泥經(jīng)污泥池濃縮后用泵抽送入板框壓濾機脫水后作衛(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)時需將調(diào)節(jié)池分成兩格，每格池廢水的停留時間為1～2h，輪流間歇使用，以便于人工調(diào)節(jié)；自動調(diào)節(jié)只需一格調(diào)節(jié)池，用pH自動調(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pH＜3時，鋁主要存在形態(tài)為Al(H2O)3+6；當pH=7時，氫氧化鋁成為Al3+的主要存在形態(tài)；當pH＞8.5后，大部分氫氧化鋁便水解為帶負電荷的絡(luò)合陰離子。所以，在工程調(diào)試時必須將pH值控制在適當?shù)姆秶允逛X能以氫氧化鋁的形態(tài)充分沉淀。
3.2 反應池
反應池的作用主要是使鋁型材廢水中的Al3+與OH-充分反應生成難溶的Al(OH)3沉淀。通常豎流式沉淀池采用渦流反應器，平流式沉淀池用折流式反應器。
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*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。沉淀池停留時間2h，表面負荷為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到90%以上，需要進行脫水處理。根據(jù)工廠的生產(chǎn)能力、排污規(guī)模，選取自然干化和機械脫水兩種方法對污泥進行處理。
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)點是省事、經(jīng)濟，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；機械脫水包括采用離心機、帶式壓濾機、板框壓濾機。但由于鋁型材污泥結(jié)構(gòu)疏松，且?guī)в幸欢ǖ母g性，只有板框壓濾機的效果*好。所以在工程設(shè)計中，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壓濾。處理后污泥含水率可降至70%左右，泥餅外運或綜合利用。
3.5 調(diào)試的關(guān)鍵
在鋁型材廢水治理工程調(diào)試中，*關(guān)鍵的是對廢水的pH值進行控制，使各種金屬離子生成難溶的氫氧化物，從而達到*佳的去除效果。
表2 各種金屬離子去除的*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*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行使用，設(shè)備運轉(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 |
廣東省排放標準 | 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)行標準
為廣東省《工業(yè)三廢排放標準》DB 4426—89。 |
5 小結(jié)
① 工程實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)壓濾機脫水后仍含較多的氫氧化物，隨便處置會造成二次污染。實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。
