陽極氧化廢水處理方法

1、陽極氧化廢水處理陽極氧化技術作為電鍍行業(yè)表面處理中常見且主要的技術，在電鍍行業(yè)中應用廣泛。通常，金屬構件如鋁件等，為了具有更好的表面特性及光澤度，大部分 都需經(jīng)過陽極氧化處理工序，在其表面覆蓋一層致密且具有一定光澤度的金屬氧 化物薄膜，如鍥膜等。在陽極氧化過程中，通常將待鍍的金屬如鍥等作為陽極， 而將被鍍的金屬構件如鋁件等作為陰極，利用電化學法使處于陽極的待鍍金屬失 去電子成為鍥離子后，在電場作用下覆蓋到被鍍的金屬構件上，從而完成對被鍍金屬構件的電鍍過程。通常情況下，在陽極氧化工序之前需要對金屬構件利用酸堿進行除油， 在陽 極氧化之后，則需要對鍍件金屬構件進行表面封孔處理。 目前，大多數(shù)的電鍍

2、企 業(yè)多采用醋酸鍥作為封孔劑。在此過程中，企業(yè)會產(chǎn)生大量的除油廢水、 酸堿廢 水及含鍥廢水等。這些廢水中含有國家嚴格控制的一類污染物鍥， 因此必須要經(jīng) 過妥善處理后才能排放。南通某科技有限公司在生產(chǎn)過程會產(chǎn)生一定量的陽極廢水，廢水中主要含酸堿、磷酸鹽、油脂及封孔工段微量鍥金屬離子等污染成分。受企業(yè)委托，對該企 業(yè)的廢水處理進行了設計及調試工作。1項目概況該企業(yè)廢水可以分為含鍥廢水與酸堿含油廢水兩種。其中含鍥廢水主要來自封孔鍥廢水，排放量為30 m3/d,主要污染物為Ni2+,其質量濃度為325 mg/L, pH為68;酸堿含油廢水主要來自前處理陽極廢水，排放量為390 m3/d,主要污染物為酸

3、堿、COD、TP、SS、表面活性劑及油脂等，該廢水的COD為200400 mg/L, pH 為 25, SS 為 150220 mg/L, TP 為 50350 mg/L,石油類質量濃度 在80150 mg/Lo含油廢水中的油脂主要為企業(yè)使用的機械油、切削油等。該企業(yè)廢水經(jīng)過處理后，要求廢水排放指標穩(wěn)定達到國家 污水綜合排放標 準(GB 8978 1996)二級排放標準，即 pH 為 69, CO庚 100 mg/L , SS 70 mg/L 石油類 5 mg/L色度 50 mg/L總鍥達到電鍍7?染物排放標準(GB 219002008)表2標準，即總鍥0.5 mg/L實現(xiàn)約70%的出水回用，

4、余下30% 的出水接入市政污水管網(wǎng)到集中污水處理廠進行深度處理。2工藝流程根據(jù)實際廢水特征和處理要求，工程設計工藝分兩步走，第一步，首先對封孔含鍥廢水及酸堿含油廢水進行預處理，具體流程如圖1所示。圖1含鍥及酸堿含油廢水預處理流程對封孔含鍥廢水的處理主要是利用混凝化學法去除廢水中大部分的二價鍥 離子，出水進入后續(xù)綜合廢水調節(jié)池。 對酸堿含油廢水，由于該廢水中的油脂多 與表面活性劑等混雜在一起，其相對密度小于1,在靜態(tài)下可浮于水面上，因此, 首先通過隔油池將廢水中大部分的油脂類物質除去后，再進行后續(xù)的深度處理。兩種廢水經(jīng)預處理后，均進入后續(xù)的綜合廢水調節(jié)池進行深度處理， 具體工 藝流程如圖2所示。

5、NaOH PAC PAM破理酸械.蒯蝦夕人由：廢水調i泄1.一UF過繇綻中間KNPA ,!_轉豁過濃番-HNao朗R0系統(tǒng)般ro救世幽-累混池!一府池f秒源-ii /更 污犍歌池田曲屏干委外處慳圖2綜合廢水處理流程HIT放預處理后的廢水在調節(jié)池經(jīng)水質水量調節(jié)后，通過混凝及絮凝去除其中的大 部分有機物，再經(jīng)過過濾器和 UF過濾系統(tǒng)后，出水分為兩部分，其中約 70%的 廢水經(jīng)精密過濾器、兩級反滲透系統(tǒng)處理后可實現(xiàn)中水回用。其余約30%的廢水 經(jīng)過混凝、絮凝、氣浮和砂濾后，達標排放。3主要構筑物3.1含鍥廢水處理（1）均質池1:尺寸6. 4 m 3.0 m：2.7 m,有效容積46 m3,采用鋼混+

6、內(nèi)壁玻 璃鋼防腐。數(shù)量1座。設耐酸堿自吸泵2臺（KB-40013L,廣東國寶），羅茨風機 1臺（TF-50,昆山大風）。（2）混凝池1:以儀器監(jiān)控由定量加藥機投加 NaOH,控制pH 910,池體內(nèi) 產(chǎn)生氫氧化鍥沉淀，投加混凝劑后，生成初級絮凝體。尺寸 1.2 mX.2 m）2.0 m, 有效容積2.2 m3,采用鋼混+內(nèi)壁玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。設LCD數(shù)顯pH控制 器1個（PC-350,昆山SUNTEX）,機械隔膜定量式加藥機2臺（BX-50,日本 NIKKISO）,液下不銹鋼攪拌機1臺（杭州東霸）。（3）絮凝池1:投加助凝劑PAM,助凝劑起吸附架橋作用，將初級絮凝體逐 步聚集成易于沉淀的大

7、型絮體。 尺寸1.2 m X.2 m 2.0 m,有效容積2.2 m3,采用 鋼混+內(nèi)壁玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。設機械隔膜定量式加藥機1臺（BX-50,日本 NIKKISO）,液下不銹鋼攪拌機1臺（杭州東霸）。（4）鍥系沉淀池：提供靜置環(huán)境進行泥水分離。上精液進入后續(xù)綜合廢水調 節(jié)池，下沉污泥排至污泥濃縮池。尺寸 2.5 m&5 mM.7 m,有效容積25 m3,采 用鋼混+內(nèi)壁玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。3.2酸堿含油廢水處理（1）均質池2:尺寸6 .4 mmM .0 m 2.7 m,有效容積60 m3,采用鋼混+內(nèi)壁 玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。設耐酸堿自吸泵2臺（KB-40012L,廣東國寶）。（2）

8、三聯(lián)隔油池：利用油類物質的密度一般都小于水且不親水性的原理，依 靠油水密度差將油從水中分離。池體上部設置集油管，收集浮油并將其導出池外。 隔油池出水進入后續(xù)綜合廢水調節(jié)池。尺寸4.0 m &0 m ）2.5 mm,其有效容積16 m3,采用鋼混+內(nèi)壁玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。陽極氧化綜合廢水處理（1）綜合廢水調節(jié)池：尺寸24.0 m ）6.4 ma.7 m,有效容積370 m3,采用鋼混 +內(nèi)壁玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。設耐酸堿自吸泵2臺（KB-50052H，廣東國寶）， 液下不銹鋼攪拌機1臺（杭州東霸）。（2）混凝池2:尺寸3.0 ma0 mM.0 m,有效容積為32 m3,采用鋼混+內(nèi)壁 玻璃鋼防

9、腐。數(shù)量1座。設LCD數(shù)顯pH控制器1個（PC-350,昆山SUNTEX）, 機械隔膜定量式加藥機2臺（AHA-41 ,日本NIKKISO）,液下不銹鋼攪拌機1臺（杭 州東霸）。（3）絮凝池2:尺寸3.0 m a0 m M.0 m,有效容積32 m3,采用鋼混+內(nèi)壁玻 璃鋼防腐。數(shù)量1座。機械隔膜定量式加藥機1臺（AHA-41 ,日本NIKKISO）, 液下不銹鋼攪拌機1臺（杭州東霸）。（4）初沉池：尺寸2.5 m &5 m M.7 mm,有效容積25 m3,采用鋼混+內(nèi)壁玻 璃鋼防腐。數(shù)量1座。設直徑50 mm的PP材質斜管1套（無錫永誠）。（5）暫存池1。用以暫存廢水，供后段使用。尺寸 3

10、.4 m在0 m ）2.7 m,有效 容積24 m3,采用鋼混+內(nèi)壁玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。設耐酸堿自吸泵2臺 （KB-50052H ,廣東國寶）。（6）袋式過濾器：截留廢水中殘存的懸浮物，可去除 20 pm以上的懸浮物， 以保護后續(xù)超濾膜。尺寸 D 300 mmx750 mm, SUS304外殼，直立式結構。數(shù)量 2套。（7）UF過濾系統(tǒng)：超濾濾芯采用PP材質的平均過濾孔徑為0.1仙曲勺中空纖 維膜，去除細菌率接近100%,可去除水中550 nm的乳化油、膠體等雜質。采 用精密保安濾器作為超濾膜系統(tǒng)的保護裝置。反沖洗水采用加酸堿及NaClO的混合液，反沖洗后的水進入鍥系均質池1重新處理。數(shù)量3

11、組，每組內(nèi)膽采用可 更換式低壓超濾膜22支（昆山T-Filter）。設計進水量15 m3/h。達標排放廢水設施（1）混凝池3:以儀器監(jiān)控由定量加藥機投加 NaOH,控制pH為1011,同 時投加混凝劑PAC。尺寸3.0 m 3.0 m M.0 mm,有效容積32 m3,采用鋼混+內(nèi) 壁玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。設LCD數(shù)顯pH控制器1個（PC-350,昆山SUNTEX）, 機械隔膜定量式加藥機2臺（AHA-41 ,日本NIKKISO）,液下不銹鋼攪拌機1臺（杭 州東霸）(2)絮凝池3:投加助凝劑PAM。尺寸3.0 m&0 m M.0 m,有效容積32 m3, 采用鋼混+內(nèi)壁玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。設

12、機械隔膜定量式加藥機1臺(AHA-41 , 日本NIKKISO),液下不銹鋼攪拌機1臺(杭州東霸)。(3)氣浮池：尺寸6.8 m &4 m )2.0 m,有效容積35 m3,采用鋼混+內(nèi)壁玻璃 鋼防腐。數(shù)量1座。設氣壓罐1個(D 1.0 m 2.5 m),水面設刮渣機1臺，空壓機 1臺(VA-80 , 1.5 kW,上海復盛)、溶氣泵1臺(1.5 kW),舌U渣機1臺(橡膠帶，東 霸減速機，0.8 kW)0(4)砂濾塔：過濾去除氣浮出水夾帶的懸浮雜質，確保出水達排放標準。尺 寸為D 2.6 m X.8 m。采用鋼混+內(nèi)壁玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。(5)計量渠：尺寸2.75 m0.30灰40 m。數(shù)

13、量1座，磚砌，內(nèi)表面貼瓷磚。設 超聲波數(shù)字累積式流量計1臺(太倉景程)。中水回用處理設施(1)精密過濾器：截留廢水中殘存的懸浮物，降低水中殘存的雜質，以保護 RO膜免于堵塞。精密過濾器進出口設壓強指示表，當壓差增大到設定值時更換 濾芯。尺寸D 0.40 mX.33 m,數(shù)量1套，SUS 304材質，過濾精度100小解(2)一級RO系統(tǒng)：設置8040-5A高壓管殼6支(昆山宏冠)，8040廢水專用膜 30支(昆山宏冠),3組流量計，水質計2組，自動控制盤1組。設計進水量20 m3/h。 設輕型立式多級離心加壓泵1臺(CDL32-100,杭州南方)。濃縮液進入綜合廢水 調節(jié)池重新處理。(3)二級R

14、O系統(tǒng)：進一步濃縮一級RO系統(tǒng)濃縮液，精液進入中水回用水池， 濃縮液進入綜合廢水調節(jié)池重新處理。設置 8040-6A高壓管殼2支(昆山宏冠), 8040廢水專用膜12支(昆山宏冠)，3組流量計，水質計2組，自動控制盤1組。 設計進水量20 m3/h。設輕型立式多級離心加壓泵1臺(CDL16-12,杭州南方)。(4)中水回用水池：中水回用水池進水的電導率要求不大于 30 pS/cm用于 后續(xù)清洗及初級純水用水。尺寸 22.3 m )6.4 m )2.7 m,有效容積420 m3,采用鋼 混+內(nèi)壁玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。設輕型臥式多級離心泵2臺(CHL20-30,杭州 南方)。污泥處理設施所有沉淀池

15、的污泥集中排放至污泥濃縮池，再經(jīng)污泥脫水機壓制成泥餅后， 委托有資質單位無害化處理。污泥濃縮池尺寸為9.0 m )6.4 m 47 m,有效容積5253 m3,采用鋼混+內(nèi)壁玻璃鋼防腐。數(shù)量1座。設氣動雙隔膜式污泥泵3臺（德 國VERDER）,單級風冷式空壓機1臺（最大風壓7 MPa,上海復盛），半自動廂 式污泥脫水機2臺（PP板框，XMY30/800-UB ,杭州永昌），雙帶濾式污泥脫水機 1組（濾布寬1 m, 2.87 kW,上海元昌）。4系統(tǒng)調試及運行結果分析含鍥廢水調試由于在陽極電鍍過程中產(chǎn)生的封孔含鍥廢水的pH呈酸性，因此，首先采用強堿NaOH將其調至堿性，并加入聚合氯化鋁 PAC,

16、通過機械攪拌使廢水中的 鍥離子形成氫氧化鍥的絮狀物，而后在絮凝池內(nèi)加入高分子絮凝劑PAM,緩慢攪拌后會有較大的絮狀物磯花形成，隨后通過后續(xù)的鍥系沉淀池將大部分鍥以氫 氧化物的形式除去。在該過程中，要特別注意重金屬離子沉淀的起始濃度和起始pH。對Ni2+而言,其沉淀起始質量濃度為3 mg/L,初始沉淀的pH約在7.8,當pH達到9.3時 開始出現(xiàn)大量沉淀。Ni2+濃度過低時，pH需要適當調高。如采用氫氧化鈉調節(jié) pH,通?？筛鶕?jù)廢液中Ni2+的濃度，將廢水的pH調至8.59.5,使Ni2+質量濃 度降低到1.0 mg/L以下。如把pH調至9.511.0時，Ni2+去除得更徹底。為了降 低人工操作

17、的煩瑣及誤差，通常將含鍥廢水的 pH調至910即可，此時，可去 除廢水中大部分的Ni2+,出水中Ni2+質量濃度在2.0 mg/L以下。再經(jīng)后續(xù)的物化 及兩級RO系統(tǒng)處理后，系統(tǒng)出水中的Ni2+質量濃度可穩(wěn)定達到0.5 mg/L以下。另外，如果廢水中存在有大量的硫酸鹽、氟化物或磷酸鹽需要同時沉淀時， 使用石灰乳液作為沉淀劑更為宜。從鍥系沉淀池排出的污泥，必須要單獨處理， 不能與其他的污泥混合處理。通常采用污泥脫水機將含鍥污泥脫水后，單獨委外 處理。酸堿及含油廢水調試該廢水中除了酸堿以外，更多的是一些表面活性劑及各類油脂， 導致該廢水 的COD較高。該廢水中的油脂類物質主要是金屬構件在切削、碾磨

18、、清洗等過 程中添加的各類機械油、除銹劑、切削油、表面活性劑、石蠟等。這類油脂主要 以乳化液狀態(tài)存在。在進行后續(xù)處理之前，首先利用油比水輕的原理，在隔油池 中將含油廢水中的油脂類物質從水中分離出來。6在均質池內(nèi)加入少量的稀硫酸(質量分數(shù)控制在5%左右)，可實現(xiàn)酸化破乳， 然后廢水進入后續(xù)重力斜板式三聯(lián)隔油池，可去除直徑在10100 pm的浮油，除油率在60%80%。綜合廢水處理調試對預處理后的綜合污水，首先采用化學混凝沉淀法進行處理。 以儀器監(jiān)控由 定量加藥機投加NaOH和Ca(OH)2,控制pH 1011,同時投加混凝劑PAC,會 有初級絮凝體氫氧化物和磷酸鈣鹽產(chǎn)生。 然后在絮凝池內(nèi)定量投加

19、助凝劑 PAM , 緩慢攪拌后可進一步增大絮凝物的體積。產(chǎn)生的沉淀物排至污泥濃縮池進行壓 濾。綜合污水經(jīng)過袋式過濾及 UF過濾后，70%廢水采用兩級反滲透系統(tǒng)進行處 理，其余30%廢水則采用混凝沉淀法進行化學深度處理。在調試過程中，對兩級反滲透膜對廢水中殘余重金屬鍥離子具有較好的截留效果，達5系統(tǒng)處理效果及討論RO膜系統(tǒng)進行了一周的連續(xù)檢測，運行狀況如表1所示。檢測批次產(chǎn)水量/(m3產(chǎn)水電導率 (向近。運行壓強 LiPa進水鐐質量濃 度J (mg L-1)出水銀質量濃 度“mg 口18.6222.41.811.760.2528.7723.21.771.860.3133.5920.71方51.G20.2348 5217 11 721 880 4458 2823 11