鋁合金廢水處理工藝

鋁合金表面處理行業工廠中，一般都有除油酸堿洗氧化工序及清水洗工序，特殊的還有染色封孔等工序；使用除油粉、各種酸和堿及各種工業洗滌劑、紅黑染料等；有些鋁件加工要進行多次清洗，因此該類型工廠生產上具有廢水量大，而且水質富含PH、CODcr、石油類、磷酸鹽、Zn2+、Cr6+等多種污染物，有些還含有較濃的色度。因此，該類型的生產廢水雖然水質污染濃度不高，但是其水量大，水中污染物種類多而對水體造成比較嚴重污染。因此規模較大的鋁合金件表面處理工廠在考慮對生產廢水進行處理達標的同時，還多出于效益考慮要求對廢水進行回用，并多回用于沖廁、綠化澆灌等用途。實踐證明，采用混凝氣浮-二級生化-機械過濾法處理此類生產廢水，能夠保證出水達到環保要求及達到相關回用要求。某電子公司鋁件表面加工處理工序的生產廢水，采用上述工藝進行，設計處理能力1000m3/d，廢水進水PH、CODCr、石油類、磷酸鹽、Zn2+分別為3~6、200~350mg/L、12~30mg/L、50~75mg/L和20~30mg/L，經處理后，CODCr、石油類、磷酸鹽、Zn2+的去除率分別達90%、93%、99.5%和96%，使出水穩定達到地方污水排放一級標準。
 關鍵詞：混凝氣浮 二級生化 機械過濾 鋁件表面處理廠生產廢水

 1、 前言

 不同的鋁合金表面處理工廠，除了采用基本的酸性除油/堿性腐蝕/磷酸氧化處理工序一致外，由于還采用了具有附加值的染色、封孔等工序，通常染黑色、紅色等，并且一般在工序之間一次或多次清洗，有些還循環清洗；因而所排放的生產廢水千差萬別，主要污染物為酸堿、COD、磷酸鹽、石油類、氟化物、LAS、色度等，并可能含重金屬鉻。故該種廢水具有水量大、污染物種類多等特點，屬于較難降解的工業廢水。處理該種廢水一般以物理化學處理方法為主，也可以附以生物處理。本文斜述該廢水物化兼生化處理并且進行廢水回用工藝，證明適當生化處理也是也可以取得較好的效果。

某電子有限公司，主要產品為線圈、驅動架、鋁支架、五金件，生產過程分除油/酸堿洗、清水洗兩大工序。該廠的生產廢水主要在鋁件表面處理過程中產生，生產過程中主要使用除油粉、氫氟酸、硫酸、硝酸、磷酸及工業洗滌劑。外排的生產廢水中含有大量的泡沬、較高濃度的磷酸鹽、較多的懸浮態和膠體態有機物及部分浮油成分，具有磷酸鹽濃度高、可生化性差等特點。針對這類生產廢水的特征，設計采用先經混凝氣浮，使大部分有機物、磷酸鹽和石油類得以混凝去除，然后再經二級生化處理，利用高度馴化的特種微生物去除剩余的有機物，后采用二級纖維球過濾去除水中微細的懸浮物而達到回用水的要求。采用該工藝具有處理負荷高、耐沖擊、出水穩定等特點，在實際應用中取得了理想的效果。

 2、廢水水量水質及排放標準

 2.1 廢水水量

 設計廢水水量：1000m3/d，24h運行。

 排水規律：每天3班24h穩定排放。

 2.2 廢水水質

 根據現場多次取樣監測結果，水質見表1。

表1：生產廢水進水水質

2.3 廢水排放標準

廢水處理后要求達到《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二時段一級標準，具體指標見表2。 

表2：廢水排放標準

2.4 回用水水質要求

回用水水質要求達到廁所沖洗、綠化澆灌要求。因而回用水水質執行《生活雜用水水質標準》CJ25.1-89中用于廁所便器沖洗及城市綠化項目的水質，具體水質指標部分摘錄見表3。 

表3：生活雜用水水質標準部分摘錄

3、廢水處理工藝流程及特點

3.1 廢水處理工藝流程

廢水處理工藝流程見圖1。 

圖1 工藝流程

3.2 工藝特點

　

本廢水處理及回用工程由預處理系統、混凝氣浮處理系統、生化處理系統、機械過濾系統和污泥處理系統組成，工藝特點為：

（1）、預處理系統包括格柵井和調節池，以隔除雜物、緩沖水量、均化水質，設置空氣攪拌系統。

（2）、混凝氣浮處理系統含混凝反應區、渣水分離區、清水區等，其原理是化學混凝氣浮法。先調節廢水pH值，然后加入混凝劑和助凝劑，以氣浮法產生浮渣形式的去除廢水中不溶性有機物及磷酸鹽，并去除絕大部分石油類。該環節針對性，由于鋁件在進行表面氧化之前，都要用洗滌劑除油，而石油類污染物經混凝反應后生成的“礬花”，有些不容易沉淀，故用氣浮法除之成為較好選擇。

（3）、厭氧生化處理系統只發生水解和酸化作用，池中安裝半軟性填料，填料上的生物膜把部分復雜且難降解的大分子有機物水解成易降解的簡單有機物，懸浮和膠體狀的有機物水解成可溶性物質，同時可降低廢水中的SS濃度，使廢水中溶解性有機物和可生化降解有機物所占的比例顯著增加，改善廢水的可生化性，為后續好氧生化處理創造條件。

（4）、好氧生化處理系統采用二級好氧法。*級采用生物接觸氧化池，第二級也采用生物接觸氧化池。好氧環境中，好氧的微生物在不斷供氧的環境中，氧化水中的有機物，特別是對酸、酮、醇、糖有較高的分解作用，并用分解產生的能量進行繁殖和生長活動，這部分用作能量的有機物終被轉化為CO2、NH3、H2O，而另一部分有機物則由微生物合成新細胞。該法具有體積負荷高、生物活性高、污泥產量低、出水水質好而穩定、動力消耗低、不存在污泥膨脹問題等優點，因而能穩定地保證出水水質指標在回用水質范圍內。

（5）、機械過濾法　由于回用水質的懸浮物指標比較低，在10mg/L以下，因而要采用二級纖維過濾法，可以保證懸浮物在達到以上指標。

3.3 主要工藝設計參數

（1）綜合調節池 有效容積170m3，停留時間4.0h。經廠方介紹，該廠在每一天中單位小時的排放量相差不大，證明排水量比較穩定，因此4.0小時綜合調節時間已經能滿足均化水量水質的要求，同時能滿足后續工藝（主要是過濾器的反沖時間）的操作要求。

（2）混凝反應區 有效容積28m3，反應時間為40min。其中混凝反應時間為15至20min，助凝反應時間為20至30min。

（3）混凝氣浮池 采用傳統的壓力溶氣氣浮系統，全自動控制操作。氣浮接觸室上升流速10mm/s，其名義停留時間為2min；氣浮分離室流速1.5mm/s，表面負荷為3.23 m3/ （m2?h），名義停留時間1h；

（4）PH回調池 對堿性混凝氣浮排出的清水進行酸性中和，以備進行生化處理，名義停留時間10min，有效容積6.95m3。

（5）水解酸化池 名義停留時間2.0~3.0h，有效容積125m3，利用穿管布水，內部設置復合填料，污泥負荷Ns=0.68kgCODcr/（kgMLVSS·d）。

（6）生物接觸氧化池 該池按分二級設計，名義停留時間3.0~4.0h，有效容積166.67 m3，填料負荷1.2kgCOD/m3?d。采用微孔曝氣系統。

（7）混凝沉淀池 采用斜管式沉淀池，前段設置混凝反應區。混凝反應區反應時間為15~20min。沉淀區表面負荷0.4~0.6m3/m2?h。

（8）高速纖維過濾器 濾層高1.3m，濾速25~32m/h。

廢水處理效果

表4：廢水處理效果表

從表4可知，廢水經“混凝氣浮+水解酸化+接觸氧化法”處理后，其CODCr、懸浮物、石油類和磷酸鹽總去除率分別為90.5%、94.1%、93.4%和99.9%。

體會與討論

（1）由于生產廢水中的石油類污染物都是來自鋁件表面保護性油膜，容易發生乳化反應，并被混凝成“礬花”。但這種“礬花”含有一定的油質，顯得有粘性，并易結成團浮于水面。根據這種特性，采用混凝氣浮法具有較好的泥水分離的效果。可見，氣浮工藝對該廢水不僅去除石油類污染物，而且還對廢水進行的預充氧，這就從兩個方面提高了廢水的可生化性，為后續的生化工藝打下了良好的基礎。

（2）由于在生產過程中要對鋁件用工業洗滌劑進行反復清洗，故所排廢水不僅水量大而且富含工業洗滌劑成分，一經鼓氣攪拌，會產生大量泡沫，故在混凝反應區與PH回調區不適宜用空氣攪拌的方式，并且要在好氧池之前使用消泡劑，改變洗滌劑的表面活性，否則好氧池由于鼓氣產生大量泡沫，無法正常運行。

（3）由于在生產過程中用到的工業洗滌劑及少量染色劑，它們都是一些難以生物降解的高分子化合物，因此在設計采用進一步生化處理工藝時，先用水解酸化工序使一些復雜的大分子物質、不溶性有機物水解成小分子物質、溶解性有機物，然后再用接觸氧化法對小分子物質和溶解性有機物進行氧化分解，才能取得較好的生化處理效果。

（4）水解酸化池中采用機械攪拌器進行攪拌，以增強廢水與污泥之間的接觸，消除池內的梯度，避免產生分層，提率。

（5）微生物的生長需按一定的比例攝取碳、氮、磷以及其他微量元素。但此類生產廢水中營養物質含量不足，因此采用定期向廢水中投加氮、磷等物質的辦法提供微生物代謝所需要的生長元素。

（6）好氧處理段采用接觸氧化法。接觸氧化法是目前應用較廣的處理效率高的生物處理技術。由于池內填料比表面積大，池內充氧條件好，氧化池內單位容積的生物量高于活性污泥法及生物濾池；池內曝氣裝置設在填料之下，供氧充足、傳質條件好，池內生物活性高，生物膜更新速度快，可以承受的濃度負荷是其它生物法的幾倍，因此可以減少占地，節省能耗。接觸氧化池分成兩格，每格可采用不同的污泥負荷，并使每格微生物與負荷條件（大小、性質）相適應，利于微生物專性培養馴化，提高處理效率。

（7）混凝沉淀池出水后設有二級纖維過濾器，保證懸浮物的水質指標達到回用要求10mg/L以下。需要指出的是，纖維過濾與纖維球過濾不同，纖維球過濾效果遠比不上纖維過濾的效果。在選取濾料時要特別注意，需要根據水質要求而定。

（8）由于生產過程中，廠方經常由于車間管理不善，使得膠管、膠條、膠粒、膠手套等生產耗用品隨廢水一起排入廢水調節池，使得廢水提升泵經常堵塞而損壞。又由于該廠是24小時連續生產連續排水，因而在工藝設計時必須考濾過流泵都要一備一用，才能保證生產的正常運行。否則將會造成難以想象的后果。

結論

（1）、采用混凝氣浮-二級生化-機械過濾法處理鋁件表面處理廠生產廢水及其回用，該方法具有處理效率高、操作簡便、耐沖擊、日常維護方便等優點，水質穩定達到回用要求，可實現很好的環境效益及經濟效益。

（2）、本工藝CODCr、懸浮物、石油類和磷酸鹽總去除率分別為90.5%、94.1%、93.4%和99.9%。