【技术文献】铝阳极氧化废水处理工程改造实例

铝是有色金属中使用量最大、应用最广的金属材料，而且其应用范围还在不断的扩大之中。铝合金材料具有一系列优良的物理、化学、力学和加工性能，应用领域从餐具到尖端科技、从建筑装潢业到交通运输业、从能源应用到航天航空等各行各业中。但是铝的某些性能并不理想，如硬度、耐磨性和而腐蚀性等，为了克服这些缺点，扩大其应用范围，延长使用寿命，对铝合金进行表面处理是一项必不可少的工艺。铝材料表面阳极氧化正是进行表面处理的一项优质工艺，被广泛应用。

铝阳极氧化生产会产生大量酸、碱及含有重金属、染料色素等废水，安徽某铝业加工企业，每日排放废水30m³，主要包括前处理老化废液、前处理废水、阳极氧化废水、着色染料色素废水、镍封闭废水等。由于该废水处理工程老旧，工艺简单，已使废水处理不能满足现有环境保护要求，于2018年提出工程改造，2019年3月份完工开始调试运行。

2.1废水性质

企业每日生产12小时，每日排水总量300m³，则每小时处理量约25m³。原废水处理工艺是不分质分流处理，所有废水集中在综合废水池。集中后水质情况如下表1。

2.2原废水处理工艺

原废水从生产车间排放至废水处理站，不进行分类，全部混合排放至综合废水集水池，然后用水泵抽至处理系统，加氢氧化钠中和至废水pH值为7.0~7.5，再加聚合氯化铝混凝，加聚丙烯酰胺絮凝，通过平流式沉淀池进行废水和污泥分离，废水排放，污泥进行压滤后委外处置。原废水处理工艺流程图见图1。

通过本工艺处理后，存在以下几个问题：

①.排放废水中COD_Cr、总镍、总铝、总磷、色度皆无法达到最新排放标准（总镍、总铝执行《GB21900-2008电镀污染物排放标准》；其它指标执行《GB/T 31962-2015污水城镇下水道水质标准》表1，B级）。

②.镍离子属于一类污染物，未单独收集、处理和排放，不符合环保规定；

③.原废水处理系统设计容量偏小，特别是沉淀池，很多污泥会随着排放废水流走，造成污染物未得到有效净化。

根据水质及原工艺和设施情况，笔者团队结合环保最新要求及工作经验，设计了新的工艺并进行工程改造，通过半年多的运行，设备运行良好，排放水质全部达标，运行成本较低。

3.1  废水工艺改造原则

根据废水的性质，工艺改造原则为分质分流处理，将一类污染物镍废水单独收集、处理和排放；色素废水先预处理脱色后再与综合废水合并处理；前处理各种老化液也先进行预处理，然后再进入综合废水一起处理。

改造后废水处理工艺流程图见图2。

3.2  前处理老化液预处理工艺

铝阳极氧化化学酸抛光、碱抛光和中和等前处理工序，其工作液使用一段时间后，由于杂质累积工作液老化，需要更换，这部分老化液浓度高，须进行预处理。预处理后再排入综合废水一并处理。

前处理老化液单独收集于“老化液集水池”，混合均匀后，用泵抽至预处理系统，加入市售复合高效水处理剂CL-F16，本品碱度高，可替代氢氧化钠使用，价格低廉，同时具有降解COD和除磷作用，调节废水pH值至7.5，然后再加入聚合氯化铝PAC、聚丙烯酰胺PAM，经沉淀后，污泥泵至综合污泥池，上层废水排至“综合废水集水池”一并处理。

3.3  色素废水处理工艺

铝阳极氧化后一般都要进行着色处理，着色液是含有较高浓度的染料成份，这些染料成份一般为有机物，不易处理。在酸性条件下加入市售脱色剂进行反应进行除色，然后再用化学混凝沉淀进行预处理。

铝阳极氧化色素废水单独收集于“色素废水集水池”，混合均匀后，用泵抽至预处理系统，在酸化破络池中，加入硫酸溶液控制废水pH值至3.0，同时加入市售破络脱色剂CL-M01，本品具有很强的催化氧化功能，可将染料成份分解，达到去除目的。反应后与前处理老化液预处理工艺一样进行化学混凝沉淀处理，处理后废水排至“综合废水集水池”一并处理。

3.4  镍封废水处理工艺

铝阳极氧化镍封工序漂洗水，因含一类污染物镍离子，须单独排放、收集、处理，同时镍封槽液配方中含有乙酸，与镍离子会形成络合态化合物，所以处理工艺采用破络和螯合沉淀双重方法，使镍能够处理至稳定达标。

镍封废水单独收集于“含镍废水集水池”，混合均匀后，用泵抽至预处理系统，在酸化破络池中，加入硫酸溶液控制废水pH值至3.0，同时加入市售高效破络混凝剂CL-F60，本品具有很强的催化氧化和强凝混凝功能，可将乙酸镍络合物破解。然后用市售复合高效水处理剂CL-F16，调节废水pH值至8.0。再加入市售重金属离子高效螯合沉降剂CL-M05L，本品为有机重金属淀淀螯合剂，可与镍离子形成极为稳定的络合态重金属沉淀，从而使镍离子彻底从废水中去除。镍为一类污染物，单独开设排放口单独排放。

3.5  综合废水处理工艺

铝阳极氧化综合废水为前处理漂洗水、阳极氧化漂洗水以及前处理老化液预处理后废水、色素废水预处理后废水的混合废水，废水量大、成份复杂，含有较高COD_Cr、磷、氨氮、总氮等。一般采用化学混凝沉淀方法处理，可将各污染物处理达标。

综合废水、预处理后前处理老化液废水和预处理后色素废水收集于“综合废水集水池”，混合均匀后，用泵抽至处理系统，在酸化池中，加入硫酸溶液控制废水pH值至3.0，然后加入市售高效破络混凝剂CL-F60，调节废水pH值至8.0。进行混凝反应后，经两级沉淀后，再经砂滤池过滤，清水达标排放。

主要处理设施构筑设计参数一览表见表3。

系统正常运行6个月，每天对各系排放废水进行采样分析，排放水各系水质稳定达标。（总镍、总铝执行《GB21900-2008电镀污染物排放标准》；其它指标执行《GB/T 31962-2015污水城镇下水道水质标准》表1，B级）。抽取三次排放水污染物监测数据见表4。

系统运行6个月，运行成本统计见表5。

铝阳极氧化废水成份较复杂，原废水处理工艺不符合当前环境保护标准要求。通过工艺工程改造，采用分质分流分类处理，含一类污染物镍离子单独收集、处理和排放；前处理老化液浓度高、成分复杂，单独收集先进行预处理后再与综合废水一并处理；色素废水单独收集，先进行破解色素预处理，然后与综合废水合并处理。在处理各系废水中引进市场上优质水处理产品，保障了各系水质污染物排放稳定达标。通过半年时间的运行，设施设备正常运行，水质满足要求，总体成本下降。

后期，建议企业加强清洁生产，将生产废水更加细化分类，引入部分废液废水回用工艺，以达到节能减排降耗增效目标。