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