铝型材废水治理工程的设计与运行

收稿日期:2003-02-25铝型材废水治理工程的设计与运行陈晓玲(云南鸿森环保工程有限公司,云南昆明650221)摘要:针对铝型材废水中含有大量铝、锌、镍、铜等金属离子和pH值呈酸性的特性,以昆明某铝型材厂生产废水治理工程为例,介绍该工程以中和调节+混凝沉淀+过滤的治理工艺的设计及其运行效果。关键词:铝型材废水;废水治理;金属离子中图分类号:X703文献标识码:B文章编号:1006-947X(2003)增-0143-021概述某铝型材厂位于昆明市内,生产过程主要包括对成型铝材的脱脂、碱蚀、酸洗、氧化、封孔及着色,处理后的型材均需用水进行清洗,这部分型材清洗水以溢流形式排出清洗槽,是铝型材厂废水的主要来源。铝型材厂生产废水除含有大量的铝离子外,还含有部分锌、镍、铜等金属离子,废水的酸碱度视各生产要求不同而有所变化,但呈酸性的居多。表1铝型材废水水质表项目pH悬浮物(mg/l)铜(mg/l)锌(mg/l)镍(mg/l)浓度5～6300～1000015～3115～4115～42废水处理工艺流程针对铝型材废水主要含各种金属离子及悬浮物的特性,采用中和调节+混凝沉淀+过滤工艺。工艺流程如下:铝型材生产废水由车间排出后流入中和调节池,以均衡水质水量。废水经调节池均衡水质及水量后,加入碱调节pH值至6～9,再用泵提升至一体化净水器中,絮凝剂在泵前加入。废水的金属离子在与碱反应形成氢氧化物后,又在PAM的作用下,形成较大颗粒矾花,在重力作用下快速沉降,然后进入过滤器,经过滤后出水达标排放。处理过程中产生的污泥经浓缩后送入厢式压滤机脱水后定期清运,滤液返回调节池重新处理。3工艺原理311调节池在铝型材废水处理中,将调节池的池型分为间歇和连续两种。人工调节时需将调节池分成两格,每格池废水的停留时间为1～2小时,轮流间歇使用,以便于人工调节;自动调节只需一格调节池,用pH自动调节仪控制废水的pH值,由于铝型材废水含有大量的铝,而铝在溶液中呈两性状态。当pH<3时,铝主要存在形态为Al(H2O)3+6;当pH=7时,氢氧化铝成为Al3+的主要存在形态;当pH>815后,大部分氢氧化铝便水解为带负电荷的络合阴离子。所以,在工程调试时必须将pH值控制在适当的范围,以使铝能以氢氧化铝的形态充分沉淀。312一体化净水器废水中的金属离子在调节池与碱反应后,生成难溶的氢氧化物,但由于形成的颗粒较小,在水流的作用下不易沉降,所以必须加入絮凝剂、PAM使这些颗粒相互粘结,聚集成较大的颗粒,通过斜管沉淀进行固液分离。一体化净水器由涡流反应器和斜管沉淀器两部分组成,停留时间115小时,表面负荷为2～3m3(m2·h)。313过滤器对混凝反应后的废水进行深度处理,进一步去除水中微细悬浮颗粒,保证水质稳定达标,过滤器采用上向流式,内部石英砂填料按粒径级配,以有效截留水中污物,达到固液分离的目的。314污泥处理经过沉淀、过滤排出的铝型材污泥含水率达到—341—铝型材废水治理工程的设计与运行陈晓玲90%以上,需要进行脱水处理。根据企业的生产能力,排放规律,选取自然干化和机械脱水两种方法对污泥进行处理。自然干化就是用干化池盛放污泥,利用阳光将其晒干。这种方法的优点是省事、经济,但只适合污泥量较小的企业,而且遇上阴雨天气非常麻烦。机械脱水包括采用离心机、带式压滤机、板框压滤机、厢式压滤机等。但由于铝型材污泥结构疏松,且带有一定的腐蚀性,只有厢式压滤机、板框压滤机的效果好。所以在工程设计中,将污泥利用静压排至污泥池,由泵抽送到污泥浓缩桶,然后送到压滤机压滤脱水。处理后污泥含水率可降至70%左右,泥饼定期清运。315调试的关键在铝型材废水治理工程调试中,最关键的是对废水的pH值进行控制,使各种金属离子生成难溶的氢氧化物,从而达到最佳的去除效果。表1铝、铜、锌、镍适宜的pH范围金属离子pH范围残留浓度(mg/l)备注铝515～8≤1pH615以上再溶解铜7～14≤1锌9～1015≤1pH1015以上再溶解镍>9≤1由上表和对含金属离子废水工程的调度效果可知,对于一般的铝型材废水,将pH值控制在715～815得到的沉淀效果最佳;对于某种金属离子偏多的废水,需根据该金属离子的特性调节pH值。4监测结果及分析该铝型材废水处理工艺已投入运行使用3年多,设备运转良好,出水水质稳定。下表为抽样监测结果。表2铝型材废水处理监测结果水样pH悬浮物(mg/l)铜(mg/l)锌(mg/l)镍(mg/l)进水41341454015501242112出水71132018010201020108排放标准6～9700152101105小结(1)工程实践表明该工艺是合理、可行的。(2)由于铝在溶液中的两性状态,铝离子在废水中也起着净水剂的作用,同时在加入的各种絮凝剂、混凝剂中也含有大量的铝,所以在处理后的水质项目中