铝型材废水处理方法
第 6 卷第 1 期，1997 年 3 月 采矿和冶金 MIN IN G & GY Vol. 6，第 1 期，1997 年 3 月 6、1997号 杨晓松：高级工程师，硕士。 铝型材生产废水处理新方法研究与应用杨晓松程巧云林江顺刘力赵志龙（北京矿冶总研究院中外合作北京美盛工业生态工程有限公司） 摘要本文论述了重金属废水和铝型材生产废水的处理原理。在回顾传统处理方法的基础上，提出了一种新的废水处理方法。 以中外合资河南三宁金属制品有限公司铝型材废水处理项目为例，对两种方法进行对比分析，证明新方法（调节-中和混凝-MS水）净化元件过滤）技术上可行，是一种经济合理的实用工艺，具有广阔的推广应用前景。 关键词 废水处理 铝型材加工 MS 水净化组件 铝镁废水净化研究与应用 刘丽昭程 L BGR IM M) 废水中重金属的t 和废水中t 的t 是 。 这种废水是一种新的废水。 有限公司的废水，两人是。 这表明新的（过滤MS水）已经到来。 对此有一个关键。废水的关键是铝加工生产废水中含有重金属离子，成分复杂。
铝型材生产排放的废水更具代表性，其处理方法一直是国内外研究的内容。 铝型材的生产工艺流程比较复杂，一般为：铝合金棒→加热→挤压→剪切→初检→阳极酸膜处理→电解着色→电泳涂装→检验→包装→入库。 排出的废水中除酸碱废液、油类、各种金属离子、阴离子外，还含有少量表面活性剂。 废水直接排放将严重污染周围生态环境，必须经过严格处理后才能排放或回用。 1、重金属废水处理原理。 重金属废水无论采用何种处理方法，都无法分解和破坏其中的重金属。 它只能转移其存在方式和物理、化学形态。 关键是采用合理的工艺流程、科学的管理和操作。 减少重金属的使用量和随废水流失的量，尽量减少废水排放量，并对处理后的废水进行回用。 一般处理方法分为两类：①将废水中溶解性重金属离子转化为不溶性重金属化合物，通过沉淀、气浮将其从废水中去除； ② 在不改变废水中重金属化学形态条件的情况下进行转化，进行浓缩分离。 2.传统废水处理方法。 铝型材生产排出的废水主要是Al3+和多种铝盐。 由于铝盐是两性化合物，其形态受酸、碱等离子的影响而发生变化。 这就是处理带来困难的原因。 一般情况下，在中性、弱酸性、弱碱性介质中，铝的主要形态是氢氧化铝和其他不溶性、微溶性盐类。
根据铝盐的特点，此类废水一般采用第一类方法处理。 传统的处理工艺一般为：一级（或两级）中和——混凝沉淀——污泥机械脱水。 具体工艺流程如图1所示。 图1 传统处理工艺流程 1 车间酸碱冲洗水靠重力排至调节池，泵入中和池。 根据废水的pH值，根据废水的pH值（OH）2或H2SO4在自动pH值测定装置的控制下自动添加中和剂Ca，同时搅拌，处理后的废水混凝中和反应流至二级中和罐。 进一步调节pH值至中性后，再泵入絮凝反应池，添加高分子絮凝剂。 （一般采用PAM）进行絮凝反应，然后流入斜管沉降器（池）进行絮凝沉淀。 澄清后，上清液流入排放池，然后泵入储存池，然后进入局部排水管道集中排放。 从斜管沉降器（池）排出的沉降污泥（主要含Al(OH)3）经板框压滤机脱水。 提取的废水返回调节池。 脱水后的干污泥运至渣场，可作为水厂净水器出售。 我国大部分铝加工厂均采用此工艺进行废水处理，广州等地的铝型材生产企业也采用此方法进行废水处理。 该方法流程较长，但实施比较容易，生产中易于操作和控制。
只要设计留有余量，出水基本可以达到排放标准。 3 废水处理新方法 近年来，国内外对铝型材生产废水的处理进行了大量的研究。 其中一种新方法是使用过滤工艺来净化此类废水。 前苏联研制的“克里斯托”成套处理装置可以净化多种类型的废水。 可有效减少悬浮物和酸碱废水，大大减少供水量。 该系统结构紧凑，全自动控制，已在生产中得到广泛应用。 我们在分析综合国内外数据和反复实验的基础上，开发出处理铝加工废水的新工艺：调理-中和，混凝-过滤。 具体流程如图2所示，综合排放废水自行流入调节池，由加药系统（酸池、碱池、PAM池、流量计、阀门等）控制添加药剂（中和剂、混凝剂）从管道到调节池（粗调）和输水管道（微调），并依靠水泵之间的回水·97·铝型材生产废水处理新方法的研究与应用 图2 新处理工艺 2 新搅拌使废水中快速生成并絮凝明矾花进入过滤器的水pH在6～8之间，过滤后的净化水流入净水池。 过滤器工作一段时间后，开始再生。 水泵从洁净池中取水，对过滤器进行反冲洗或用压缩空气进行反冲洗，使其再生。 反冲洗水流入污泥池，经污泥池内的石英砂过滤。 根据高度差，泥饼自动流回调节池，并将泥饼放置在石英砂上。 积累到一定厚度后，进行清除、去除。 清水从清水箱排出或回用。
上述工艺流程主要包括调节（调节罐）、中和混凝（反应罐、加药系统）、过滤（过滤器、干燥罐）、清水罐、控制系统（控制台、气动衬胶隔膜阀、等）、动力（3台水泵）等六部分。 这个过程的关键在于过滤步骤。 通过对各种过滤介质（MS系列高分子净水组件、PE管、PP管、陶瓷管）的测试和对比分析以及现场扩大试验，最终选择了北京美盛。 公司的高新技术产品——味精高分子净水元件。 该元件孔径适宜（3~5μm），孔隙率高（80%），耐酸、碱、有机溶剂，机械强度高（外压0.6MPa，内压0.4MPa），纳污能力强（1 ~5m3/m2·h)、元件外表面上的Al(OH)3等胶体物质具有排斥性、不粘附性、易于再生，再生率高、使用寿命长，非常适合调节，中和、凝结形成的细小胶体浊度。 液体过滤后用压缩空气反冲洗或用压力水反冲洗（有时根据滤料性能定期进行化学再生），滤饼容易脱落，含水率较低。 4 应用实例 河南三宁金属制品有限公司位于三门峡市桥头开发区东侧。 周边无污染工矿企业，环境质量良好。 年产铝型材3000吨，是河南省最大的铝型材生产企业。 生产排出的漂洗废水和酸碱废液成分复杂，排放量为15m3/h。 处理后的水必须回用于生产。
废水主要成分如下： 成分 Si Ni Fe Al Na K 氯化物 硝酸盐 磷酸盐 氟化物 SS pH 测定值，mg/L 0. 1 1. 54 14. 7 73. 8 140 7. 38 51. 9 19 . 7 0. 55 0. 26 272 2. 4 本项目涉及多个单位竞标最佳处理方案。 采用传统工艺，设备投资约65万元。 整个设备占地面积200m2。 该设备采用手动控制。 每吨水处理成本0.40多元。 出水达标（-88：p H=6~9，SS≤200mg/L）排放。 招标后，选择了新的处理工艺来处理该厂的废水。 为此，我们进行了小规模的实验室实验和现场放大实验。 经过对各种滤材的对比分析，最终选择了美盛公司生产的味精高分子净水元件。 其孔径为3～5μm，孔隙率78%，耐酸碱能力强，机械强度高（内压0. 4MPa，外压0. 6MPa），处理能力0. 5～1m3/m2·h ，净化水达到回用标准。 在此基础上进行了产业选型和设计。 主要设备如表所示，实施了成套工程。 设备已投入使用半年多，运行稳定可靠。 纯化水完全满足用户回用要求，已作为生产补充水。
纯化水分析结果与用户回用标准一致（mg/L）： 指标 Sn Ni Fe Al Na K 氯化物 硝酸盐 磷酸盐 氯化物 SS p H 纯化水<0。 05 0. 40 0. 12 0. 53 2300 35. 4 99. 7 17. 8 <0. 01 0. 21 6 5. 58 回用标准微量 微量 1. 0 10 20 20 5. 5 ~ 6. 5 根据生产用水需求，两台过滤器轮流或同时工作，工作时间为采用压力控制（控制点压力0.25MPa），持续约40分钟，再生时间1～2分钟，用纯化水反洗，反洗水率小于3%。 成套设备·08·矿冶工程主要设备 主要a 设备名称 数量 规格 备注 调节池 1 3m×3m×4m 调节综合废水加药桶 3 φ600mm×80mm 酸、碱、PAM 转子流量计 3 L2J - 64 - 40L/h 用于控制加药量的自吸罐 2 φ500mm × 800mm 使泵易于启动 水泵 3 IS - 65 - 40 - 200B 过滤用 2 台，H = 40. 5m 反冲洗 1 台 Q = 22. 5m3/h 编程控制器 1 OMPON C40P 控制系统操作电磁阀 10 1 英寸（25. 4mm） 控制排气阀并驱动气动隔膜阀 气动橡胶衬里 10 - 6 型 DN80 控制过滤器工作隔膜阀 过滤器 2 φ ×、每台废水净化、组件规格：240个内置味精水净化组件、1个φ70mm×40mm×225mm洁净水箱、1个2m×2. 5m×2m干燥箱、1个1m×1m×0. 5m、覆盖面积80m2，全自动控制。
经济效益分析显示，运行成本（电费、药剂费）约为0.20元/吨。 日处理水量300m3，运行费用约60元。 如果处理后的水回用，按产水率80%、回用率80%、水费0.5元/吨计算，每天可节省新水供应成本96元，滤渣的主要成分为Al(OH)3。经干燥、筛分处理可用作净水剂。 收入不仅可以覆盖运营成本，还能略有盈余（1万元/年）。 还可以保护周边生态环境，造福当地居民。 具有更大的环境效益、社会效益和经济效益。 上述分析及实际应用表明，新工艺与传统方法相比具有以下特点：（1）工艺流程简单，采用一步调节-中和混凝-过滤工艺代替传统的一级（或二级）中和过程。 而-混凝沉淀-污泥机械脱水法为铝盐废水处理提供了新的方法，有利于实际应用和推广，且使用可靠。 （2）工程造价低，新增工艺设备少。 都是低成本、高效率、必备的设备。 传统方法需要添加昂贵的设备，例如斜管沉降器（罐）和机械压滤机。 因此，新工艺的工程总成本仅为传统方法的1/2至2/3。 （3）项目占地面积小，设备布置紧凑。 一般整个设备占地不到传统方法的1/2。 (4)运行成本低，只需少量的中和剂、混凝剂和2～3台水泵的电费。
传统方法的药剂成本与新工艺相似，但水泵较多，电耗会增加1倍以上。 需要专门的管理人员来操作压滤机，这也会增加管理成本。 (5)整个系统易于实现全自动控制，易于操作和维护。 但传统方法中，压滤机和斜管沉降器（池）的操作和维护比较复杂。 (6)出水水质高，完全能满足铝型材生产回水利用要求，大部分净化水回用。 在避免环境污染的同时，也减少了生产和供应用水。 其收入不仅可以弥补水处理的运营成本，还可以略有盈余。 然而，传统的净化水方法只能达到排放标准，只能满足废水处理的需要。 综上所述，新型铝加工生产废水处理技术将废水处理与水资源回用有效结合起来，变废为宝，克服了水处理技术管理简单的问题，满足了当今清洁生产和清洁技术的要求，技术是可行，经济合理，具有较大的环境效益、社会效益和经济效益，具有广阔的推广应用前景。 参考文献1 顾夏生等编． 水处理工程。 北京：清华大学出版社，1985.2 《三废管理与利用》编委会。 北京：冶金工业出版社，1995.3 BeTHOйMeTa ЛЛypriи。 MeTa ЛЛypriя。 19834王绍文主编。 重金属废水处理技术。 北京：冶金工业出版社，1993.5工业污染控制技术丛书编委会。 有色金属工业废水处理。 北京：中国环境科学出版社，1991.6 JW主编。 废水处理技术。 北京：化学工业出版社，1981.（收稿日期：1996-09-14）·18·铝型材生产废水处理新方法的研究与应用