安徽某铝业加工企业废水处理工艺改造及效果分析

安徽某铝业加工企业废水处理工艺改造及效果分析

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摘要：安徽某铝加工​​企业早期废水处理工艺及设备陈旧，运行过程中已不再满足现在的环保要求。经过工程改造，采用分流处理工艺，结合目前市场上优质水处理产品的应用，对含镍一类污染物的含镍废水进行分流收集、处理、排放；对预处理老化液、颜料废水进行预处理；优化综合废水处理工艺，扩大沉淀池容积，增设出水过滤装置。运行半年后，出水各系统水质均稳定达到《—2008电镀污染物排放标准》的要求，除镍、铝外，其他指标均按照《GB/T 31962—2015污水城镇下水道水质标准》表1一级B执行。在降低运行成本的同时，满足了现在的环保排放标准。

关键词：铝阳极氧化废水；镍封孔废水；颜料废水；前处理陈化液；工程改造

1 简介

铝是有色金属中用途最广、使用范围最广的金属材料，其应用范围在不断扩大。铝合金材料具有一系列优异的物理、化学、机械和加工性能，从餐具到尖端技术，从建筑装潢到交通运输，从能源应用到航空航天等各个行业都有应用。然而，铝的某些性能并不理想，如硬度、耐磨性和耐腐蚀性等。为了克服这些缺点，扩大其应用范围，延长其使用寿命，铝合金的表面处理是一道不可缺少的工序[1]。对铝材料表面进行阳极氧化处理是表面处理的一项优质工艺，应用十分广泛[2]。

铝阳极氧化生产产生大量含酸、碱、重金属、染料、颜料等废水[3]。安徽省某铝加工企业每天排放废水300m3，主要有前处理老化废水、前处理废水、阳极氧化废水、着色染料颜料废水、镍封孔废水等。由于废水处理工程陈旧、工艺简单，废水处理不能满足现有环保要求。2018年该项目拟进行改造，2019年3月建成投产。

2.废水性质及原废水处理工艺

2.1 废水性质

该企业每天生产12小时，日总排水量为300m3，因此每小时处理量约为25m3。原废水处理工艺为不分质处理，所有废水集中至综合废水池，浓缩后水质见表1。

2.2 原废水处理工艺

原废水由生产车间不分类排放至废水处理站，所有废水混合后排入综合废水收集池，再由水泵抽至处理系统，经氢氧化钠中和至pH值为7.0~7.5，再经聚合氯化铝混凝，聚丙烯酰胺絮凝，再经卧式沉淀池将废水与污泥分离，废水外排，污泥经过滤后外购处置。原废水处理工艺流程图如图1所示。

经过这个过程，有几个问题：

①外排废水中CODCr、总镍、总铝、总磷、色度不能满足最新排放标准（总镍、总铝执行《—2008电镀污染物排放标准》；其余指标执行《GB/T 31962—2015污水城镇下水道水质标准》表1，一级B标准）。

②镍离子属于污染物类别，没有进行单独收集、处理和排放，不符合环保法规要求；

③原有污水处理系统设计容量较小，特别是沉淀池，大量污泥会随废水外排，导致污染物得不到有效净化。

笔者团队根据该水质情况和原有工艺、设施情况，结合最新环保要求和工作经验，设计了新工艺并进行了工程改造，经过半年多的运行，设备运行良好，排放水质各项指标达标，且运行成本相对较低。

3、改造后废水处理工艺及流程

3.1 废水工艺改造原理

根据废水性质，工艺改造的原则是分质分流处理，将含镍废水作为一类污染物单独收集、处理、排放；颜料废水先进行预处理、脱色后与综合废水合并处理；预处理中的各类老化液也先进行预处理后一起进入综合废水处理。

改造后废水处理工艺流程图如图2所示。

3.2 老化液预处理工艺

在铝阳极氧化化学酸抛光、碱抛光、中和的前处理过程中，工作液由于杂质的积累，使用一段时间后需要更换，这部分老化液浓度较高，需要进行预处理，预处理后排入综合废水进行处理。

预处理老化液单独收集于老化液收集池，混合均匀后泵送至预处理系统，投加市售复合高效水处理剂CL-F16，本品碱度高，可替代氢氧化钠，价格低廉，具有降解COD、除磷等作用。将废水pH值调节至7.5，再投加聚合氯化铝PAC、聚丙烯酰胺PAM，沉淀后污泥泵送至综合污泥池，上层废水一并排至“综合废水收集池”处理。

3.3颜料废水处理工艺

铝阳极氧化后通常要进行着色处理，着色液中含有较高浓度的染料成分，一般为有机物，不易处理，在酸性条件下加入市售脱色剂进行反应脱色，再采用化学混凝沉淀进行预处理。

铝阳极氧化颜料废水单独收集于颜料废水收集池，混合均匀后泵送至预处理系统。在酸化分解池中，加入硫酸溶液控制废水pH值为3.0，同时加入市售分解脱色剂CL-M01，本品具有强催化氧化功能，可分解染料成分，达到去除的目的。反应后，按照预处理陈化液预处理工艺同样进行化学混凝沉淀处理。处理后的废水排至“综合废水收集池”处理。

3.4 镍封废水处理工艺

铝阳极氧化封镍工艺的漂洗水中含有镍离子等污染物，必须单独排放、收集、处理。同时，封镍槽液配方中含有醋酸，会与镍离子形成络合物。因此，处理工艺采用络合破除和螯合沉淀双重方法，确保镍离子处理至稳定水平并达标[4]。

将含镍废水单独收集于含镍废水收集池，混合均匀后泵送至预处理系统。在酸化分解池中投加硫酸溶液，控制废水pH值至3.0。同时投加市售高效分解混凝剂CL-F60，本品具有强催化氧化、强混凝功能，可分解醋酸镍络合物。再使用市售复合高效水处理剂CL-F16，调节废水pH值至8.0。然后投加市售重金属离子高效螯合沉降剂CL-M05L，本品为有机重金属沉淀螯合剂，可与镍离子形成非常稳定的络合重金属沉淀，从而彻底去除废水中的镍离子。镍为污染物，另设排污口，单独排放。

3.5 综合废水处理工艺

铝阳极氧化废水为前处理漂洗水、阳极氧化漂洗水、前处理老化液前处理废水、颜料废水前处理废水的混合，废水量大、成分复杂，含有较高的CODCr、磷、氨氮、总氮等，一般采用化学混凝沉淀法处理各类污染物，即可达标排放[5]。

将综合废水、预处理后的前处理老化液废水、预处理后的颜料废水汇集到“综合废水收集池”，混合均匀后泵送至处理系统。在酸化池中，加入硫酸溶液控制废水pH值至3.0，再加入市售高效复合破乳混凝剂CL-F60调节废水pH值至8.0。混凝反应后，经两级沉淀后，经砂滤池过滤，清水达到排放标准。

4 主要处理设施建筑物设计参数

主要处理设施建筑物设计参数见表3。

5 项目运行成果

系统正常运行6个月，每天对各系统排放废水进行取样分析，各系统出水水质稳定达标（总镍、总铝符合《—2008电镀污染物排放标准》；其他指标符合《GB/T 31962—2015污水城镇下水道水质标准》表1，一级B）。排放水污染物3次监测数据见表4。系统运行6个月，运行费用统计见表5。

6 结论

铝阳极氧化废水成分比较复杂，原有废水处理工艺不符合现行环保标准。通过工艺工程改造，采用废水分流，对一级污染物镍离子进行单独收集、处理、排放；前处理陈化液浓度高、成分复杂，单独收集、预处理后与综合废水合并处理；颜料废水单独收集，先进行预处理，将颜料打散，再与综合废水合并处理。在各系统废水处理上，引入市场上优质的水处理产品，确保各水系统污染物排放稳定、达标。运行半年后，设施设备运行正常，水质符合要求，综合成本降低。后期建议企业加强清洁生产，对生产废水分类更细，引入部分废液、废水回用工艺，达到节能减排、降耗增效的目标。

本文作者为黄惠章1,2*（1.福建省表面工程行业协会，福建厦门；2.福建厦门）。如需转载，请注明出处。

（国际展览业协会（UFI）中国区会员、广东会展业组织协会副会长、中国会展十大品牌主办商）

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