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铝材生产及废水处理1铝制品生产工艺流程抛光铝制品→铝板→裁板分条→冲压喷砂→氧化→镐光/批花/车纹/镭雕→清洁检验拉丝1.1阳极氧化工艺流程铝工件→上挂具→脱脂→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→阳极氧化→水洗→去离子水洗→染色或电解着色→水洗→去离子水洗→封闭→水洗→下挂具2铝制品生产废水来源成型铝材的脱脂、碱蚀、酸洗、氧化、封孔及着色等工序产生的大量清洗废水和少量废液。2.1酸性废水1)脱脂、酸蚀水洗主要含氢氧化钠、少量油脂，呈酸性2)中和水洗主要含硫酸，呈酸性3)阳极氧化水洗主要含有硫酸和铝离子，呈酸性4)电泳水洗电泳涂漆工序：纯水洗——热水洗——纯水洗——电泳——纯水洗——纯水洗——滴干——烘干主要含盐和Al3+，呈碱性5)除油主要含硫酸、少量油脂，呈酸性2.2碱性废水1)碱蚀水洗主要含AlO2-，呈碱性2)模具碱洗主要含Al3+呈碱性2.3含锡含镍含氟废水1)着色水洗主要含有Sn2+、Ni2+，呈弱酸性2)封孔水洗主要含Ni2+、F-2.4含铬废水1)钝化主要含六价铬，呈酸性2.5其他废水1)热水洗含少量Ni2+、F-2)离子交换树脂再生主要含盐酸、碱3)酸、碱雾处理系统主要含酸碱洗液车间地面冲洗主要含SS呈中性4)铬酸雾处理系统主要是酸气洗液，呈酸性3铝材工业废水治理铝材工业废水一般采用中和调节及混凝沉淀法。调节池→反应池→絮凝沉淀池→污泥处理（板框压滤机）目前主要使用的方法有三类：1)化学法：中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体沉淀法、化学还原法、电化学还原法；2)物理化学法：混凝、气浮、吸附、膜分离；3)生物法：生物絮凝、生物化学法、植物生态修复。3.1含氟工业废水3.1.1钙盐沉淀法铝材生产含氟废水，一般采用钙盐沉淀法，生成CaF2沉淀。（为使生成的沉淀快速絮凝沉淀，可在废水中单独或并用添加无机盐絮凝剂三氯化铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铁等或高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺。）3.1.2改进技术钙盐联合使用镁盐、铝盐、磷酸盐后，除氟效果增加，形成了新的更难溶解的含氟化合物。3.2含油废水3.2.1破乳方法1)高压电场法该方法是利用电场力对乳液颗粒的吸引或排斥作用,使微细油粒在运动中互相碰撞,从而破坏其水化膜及双电层结构,使微细油粒聚结成较大的油粒浮升于水面,达到油水分层的目的。高压电可采用交流、直流或脉冲电源。2)药剂破乳法药剂破乳法是指向废水中投加破乳剂,破坏油珠的水化膜,压缩双电层,使油珠聚集变大与水分开.药剂破乳又分为盐析法、凝聚法、盐析—凝聚混合法和酸化法等.a)盐析法盐析法是指向废水中投加盐类电解质,破坏油珠的水化膜,常用的电解质有氯化钙、氯化镁、氯化钠、硫酸钙、硫酸镁等.b)凝聚法凝聚法是指向废水中投加絮凝剂,利用絮凝物质的架桥作用,使微粒油珠结合成为聚合体.常用的絮凝剂有明矾、聚合氯化铝、活化硅酸、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁、三氯化铁、镁矾土等,研究表明,当pH=8.0~9.0时,用明矾处理溶解油是有效的,而pH=8~10时,可采用硫酸亚铁c)酸化法酸化法是向废水中投加硫酸、盐酸、醋酸或环烷酸等,破坏乳化液油珠的界膜,使脂肪酸皂变为脂肪酸分离出来.采用这种方法因降低了废品率水的pH值,故在油水分离后需要用碱剂调节pH值,使之达到排放标准.d)盐析盐析—凝聚混合法是指向废水中加入盐类电解质,使乳化液初步破乳,再加入凝聚剂使油粒凝聚分离。（盐析破乳与电聚法相结合，使用CaCl2进行破乳，然后加入PAC、PAM进行絮凝，上清液进行电聚法处理。）3)离心法该法是指借助离心机械所产生的离心力,将油水分离.离心机有卧式和立式两种，在离心力的作用下,水相从离心机的外层排出,油相从离心机的中部排出.离心机结构比较复杂,故这种方法国内采用得不普遍4)超滤法超滤法是一种物理破乳法,它是使乳化油废水通过超滤膜过滤器,利用超滤膜孔径比油珠孔径小的特点,只允许水通过,而将比膜孔径大的油粒阻拦,从而达到乳化油水分离的目的.以上破乳方法,以药剂法最为常见,国内采用较普遍.高压电场法处于试验阶段,超滤法国内已有使用3.2.2破乳除油后的再处理1)重力分离法重力分离法是一种利用油水密度差进行分离的方法.此法可用于除60以上的油粒和废水中的大部分固体颗粒.采用重力分离法最常用的设备是隔油池.它是利用油比水轻的特性,将油分离于水面并撇除.隔油池主要用于去除浮油或破乳后的乳化油.隔油池的形式较多,主要有平流式隔油池(API)、平行板式隔油池(PPI)、波纹斜板隔油池(CPI)和压力差自动撇油装置等.该方法适用于浮油、分散油,且效果稳定运行费用低,但设备占地面积大.2)气浮法气浮法是使大量微细气泡吸附在欲去除的颗粒(油珠)上,利用气体本身的浮力将污染物带出水面,从而达到分离目的的方法.这是因为空气微泡由非极性分子组成,能与疏水性的油结合在一起,带着油滴一起上升,上浮速度可提高近千倍,所以油水分离效率很高.气浮法按气泡产生方式的不同,可分为鼓气气浮、加压气浮和电解气浮等.鼓气气浮是利用鼓风机、空气压缩机等将空气注入水中,也可利用水泵吸水管、水射器将空气带入水中.电解气浮是用电解槽将水电解,利用电解形成的极微的氢气和氧气泡,将污染物带出水面.加压气浮是在加压条件下使空气溶于水中,然后再恢复到常压,利用释放的大量微气泡将污染物分离.气浮法中,目前采用的主要是加压气浮法.这种方法是电耗少、设备简单、效果良好,已被广泛应用于油田废水、石油化工废水、食品油生产废水等的处理.工艺较为成熟3)吸附法吸附法是利用亲油性材料吸附水中的油.最常用的吸附材料是活性炭,它具有良好的吸油性能,可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油.但吸附容量有限(对油一般为30~80mg/g),且活性炭价格较贵,再生也比较困难,因此一般只用作低浓度含油废水处理或深度处理.寻求新的吸油剂方面的研究,已有不少报道.其中吸附树脂是近年来发展起来的一种新型有机吸附材料,吸附性能良好,易于再生重复使用,有可能取代活性炭.此外,煤炭、吸油毡、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也具有吸油性能,可用作吸附材料.吸附材料吸油饱和后,有的可再生重复使用,有的可直接用作燃料4)粗粒化法粗粒化法(亦叫聚结法)是使含油废水通过一种填有粗粒化材料的装置,使污水中的微细油珠聚结成大颗粒,达到油水分离的目的.本法适用预处理分散油和乳化油.其技术关键是粗粒化材料,从材料的形状来看,可分为纤维状和颗粒状;从材料的性质来看,许多研究者认为材质表面的亲油疏水性能是主要的.而且亲油性材料与油的接触角小于70为好.当含油废水通过这种材料时,微细油粒便吸附在其表面上,经过不断碰撞,油珠逐渐聚结扩大而形成油膜.最后在重力和水流推力下,脱离材料表面而浮升于水面.粗粒化材料还可分为无机和有机两类.外形可做成粒状、纤维状、管状或胶结状.聚丙烯、无烟煤、陶粒、石英砂等均可作为粗粒化填料.粗粒化除油装置具有体积小、效率高、结构简单、不需加药、投资省等优点.缺点是填料容易堵塞,因而降低除油效率.5)膜过滤法膜过滤法除油是利用微孔膜拦截油粒,它主要用于去除乳化油和溶解油，滤膜又可分为超滤膜、反渗透膜和混合滤膜.超滤膜的孔径一般为0.005~0.01um,比乳化油粒要小的多.反渗透膜的孔径比超滤膜的还要小.因此,在受压情况下含油废水中的油粒无法通过滤膜而被截留下来.这两种膜常被制成空心纤维管过滤器,以增大膜的过滤面积.混合过滤膜的孔径在1um以上,是由亲水膜和亲油膜组成的.亲水膜是一种经化学处理的尼龙超细无纺布,它只允许水通过.亲油膜为聚丙烯超细无纺布,它只能让油粒通过.因此,利用混合膜过滤器便可达到水油分离的目的.膜过滤法工艺流程简单,处理效果好,出水一般不带有油,但处理量较小,不太适于大规模废水处理,而且过滤器容易堵塞。6)电磁吸附法将磁性颗粒与含油废水混合,油珠被磁性粒子吸附,然后用磁分离装置将含油磁粒分离,污水便可得到净化,含油磁粒再作进一步处理,此即为电磁吸附法,这种方法应用得比较少7)生物氧化法油类是一种烃类有机物,可以利用微生物将其分解氧化成为二氧化碳和水.含油污水生化处理有活性污泥法和生物过滤法两种.前者是在曝气池内利用流动状态的絮凝体(活性污泥)作为净化微生物的载体,通过吸附、浓缩在絮凝体表面上微生物来分解有机物.后者系在生物滤池内,使微生物附着在固定的载体(滤料)上,污水从上而下散布,在流经滤料表面过程中,污水中的有机物质便被微生物吸附和分解破坏。3.2.3Fenton氧化处理含油废水经隔油池除浮油，再同喷漆、电泳、着色废水一起进行fenton试剂氧化，再进入接触氧化生化系统进行生化处理，使有机物完全降解。3.2.4聚结除油工艺采用高效聚结除油器，将聚结除油与气浮除油相结合。3.2.5生物脱脂技术生物脱脂技术是利用微生物的生长特性，净化工件表面上的油污，使油污降解为二氧化碳和水。该技术可代替传统的乳化、皂化等脱脂方法。微生物脱脂温度低，节约能源；使用寿命长，节约资源；脱脂液不含磷，减少了对环境的污染。该技术脱脂必须由一个生物降解装置和脱脂槽连接组成一个循环系统，分离死菌，补充营养，保持微生物的浓度和活性、满足生产的要求。3.3铝氧化废水3.3.1反渗透技术铝氧化废水处理与中水回用技术：预处理→电凝→微滤→RO系统3.3.2铝氧化废水处理新工艺二级化学混凝沉淀+空气吹脱+二段水解酸化+接触氧化处理新工艺3.3.3曝气生物流化床在铝氧化废水回用处理中的应用3.3.4NF+RO技术对铝阳极氧化废水的处理及回用预处理→纳滤→反渗透→离子交换混床3.3.5目前铝材行业阳极氧化车间废水处理酸碱中和→混凝沉淀（PAC、PAM）3.4酸、碱废水对于含酸、碱废水处理可采用化学中和法、离子交换法、膜法。3.4.1化学中和法1)回收利用：酸碱浓度高的、成分简单的；2)酸、碱废水互相中和：此方法简单、经济；3)投药中和：可以处理任何性质、任何浓度废水；（药剂使用：石灰、苛性钠、电石渣等。）4)过滤中和：处理少量含酸浓度低的，滤层为石灰石、大理石或白云石。5)二氧化碳调节碱性废水PHCO2价格便宜，系统简单，仅有少量的活动部件，没有计量泵，维护容易，可靠性好，加上CO2没有腐蚀性，系统可以在线使用很长时间。6)锅炉烟气处理碱性废水锅炉烟气中含有的SO2和CO2等酸性气体能有效中和碱性废水的碱度，吸附其中的有机物和色素。7)铁屑与粉煤灰处理碱性废水具有电化学、还原降解、吸附、混凝作用。其COD和色度去除率分别提高12％和l8％。3.4.2离子交换法离子交换法处理技术的核心是离子交换剂，离子交换树脂可分无机和有机两种，有机离子交换树脂有强酸阳离子树脂、弱酸阳离子树脂、强碱阳离子树脂、弱碱阳离子树脂、螯合树脂等。3.4.3膜法对于酸性废水可使用渗析、电渗析，可达到资源回收。（均相阴膜扩散渗析法回收废酸中的盐酸或硫酸，回收率80%。）1)扩散渗析法2)电膜法3)膜生物反应器法4)微滤和超滤法3.4.4酸碱综合废水处理系统来自氧化着色生产线、喷涂生产线废水。二级中和→石灰乳澄清→曝气、絮凝→助凝→沉淀→排放3.5含镍废水回收3.5.1含镍废水处理技术1)化学沉淀法2)离子交换法3)蒸馏法4)反渗透法5)扩展阴极电解法3.5.2含镍废水净化处理与综合回收利用1)膜分离：乳状膜法、无机膜分离技术（无机陶瓷微滤膜）2)生物法3)新型电解法：膜电解、双相电解质、内电解法、微电解法3.6含铬废水常用处理方法1)药剂还原法还原沉淀法是目前应用较为广泛的含铬废水处理方法。基本原理是在酸性条件下向废水中加入还原剂，将六价铬还原成三价铬，然后再加入石灰或氢氧化钠，使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，从而去除铬离子。还原剂有：二氧化硫、亚硫酸铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、铁等。一次性投资小、运行费用低、处理效果好、操作管理简便。2)二氧化硫还原法将硫磺燃烧产生的二氧化硫通入废水中，与水作用生成亚硫酸，废水中六价铬被亚硫酸还原为三价铬，生成硫酸铬；用碱中和废水，使三价铬以氢氧化铬形式沉淀，过量的亚硫酸被中和生成亚硫酸钠，并逐渐被氧化成硫酸钠。二氧化硫还原法设备简单、效果较好，但二氧化硫是有毒气体，对操作