CN112225347A - 一种铝制品表面处理产生的废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝制品表面处理产生的废水的处理方法，将碱处理废水、氧化处理废水和中和处理废水混合，加入氢氧化钠调节pH，得絮状沉淀物；沉淀物过滤后，加入稀硫酸调节盐基度，同时搅拌至该沉淀物充分溶解，水浴加热后去掉滤渣，取滤液加入聚丙烯酰胺，超声震荡，静置后过滤得碱式硫酸铝絮凝剂；封孔废水中加入氢氧化钙、碱式硫酸铝，过滤沉淀后与除油废水混合；混合废水中，加入碳酸钙晶种、氢氧化钙、氯化钙，快速搅拌后，加入碱式硫酸铝絮凝剂，慢速搅拌，充分混合后沉淀过滤；经过反渗透膜处理后回用。采用本发明所述方法进行处理后的废水污泥量约为同类工艺的70％，投资低、运行费用低、操作简便，设备易于维护。

Description

一种铝制品表面处理产生的废水的处理方法

技术领域

本发明涉及一种铝制品表面处理产生的废水的处理方法，属于对废水的资源化处理技术领域。

背景技术

铝制品在生产过程中会产生大量的废液，如果废液得不到合适的处置，就会容易造成环境污染。因此，如何合理地、有效地处理铝型材废液成了一个研究的方向。铝材在进行切割、钻孔等机械加工后进行除油、碱洗、中和、氧化、封闭等。除油是利用脱脂剂与油脂起化学反应去除工件表面的油污，以增强表面的清洁度，经除油处理的工件放入水洗槽进行水洗；然后根据对铝材表面类型的不同要求进行酸洗或碱洗，用酸溶液或氢氧化钠溶液与金属表面上的氧化皮起化学反应使其溶解而去除；然后把工件放入20％的硫酸中进行氧化处理；最后，经水洗后的工件放入封孔液中，使其表面形成保护膜。其中，封孔剂中含有大量的镍离子，镍离子属于第一类污染物，必须在车间排放口达标。然而，在实际生产过程中，清洗废水大多混合集中处理，经氢氧化钙中和至中性后，投加絮凝剂去除。处理过程中会造成大量的污泥，根据《国家危险废物名录》以及《危险废物鉴别标准》，经辨别，项目产生的污泥为危险废物，废物代码为HW17 336-054-17，含镍污泥属于危险废物，增加了企业处理成本。发明专利CN102795722A公开了一种更有价值的处理方法，这种方法将不同工序的废水分开处理，降低了污泥处理成本，但是没有降低污泥量。在处理过程中仍有大量的含铝污泥产生。如何能够在分类处理的基础上减少污泥的产生量，同时最大限度地利用现有的资源是现有技术存在的一个难题。介于此，本文在此基础上提出进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝制品表面处理产生的废水的处理方法，以解决现有技术存在的问题。

为此，本发明采用下述技术方案：

一种铝制品表面处理产生的废水的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)分别收集各处理环节产生的废水，将碱处理废水、氧化处理废水和中和处理废水混合，加入氢氧化钠调节pH至7，沉淀得絮状沉淀物；

沉淀物过滤后，加入稀硫酸调节盐基度至0.65，同时搅拌至该沉淀物充分溶解，水浴加热至60℃，熟化12h，粗滤去掉滤渣，取滤液加入质量分数为1％聚丙烯酰胺，超声震荡30min，静置2～3天后过滤得碱式硫酸铝絮凝剂；

2)封孔废水中加入氢氧化钙至pH为10.8，并在每吨废水中加入步骤1)所得的碱式硫酸铝300ml，过滤沉淀后与除油废水混合；

3)步骤2)所得的混合废水中，每吨水中加入500g的碳酸钙晶种，加入氢氧化钙调节pH至6，并加入300g氯化钙，同时以300r/m快速搅拌30分钟；然后在每吨水加入300ml步骤1)所得的碱式硫酸铝絮凝剂，以100r/m慢速搅拌，充分混合后沉淀过滤；

4)步骤1)与步骤3)的出水混合，经过反渗透膜处理后回用。

步骤1)中，本发明利用铝制品表面处理漂洗废水之间的相互作用，自制了一种絮凝剂。氧化漂洗废水和中和漂洗废水均呈酸性，将其与碱处理废水混合可以控制其酸碱度，使其中的铝离子能够以氢氧化铝的形式沉淀。氢氧化铝絮状沉淀中含有大量的硫酸根，利用硫酸调整其盐基度，其中硫酸铝和氢氧化铝反应生成碱式硫酸铝。碱式硫酸铝是一种效果良好的絮凝剂，在铝制品表面处理清洗废水的处理过程中可添加在各个不同的环节。

步骤2)中，镍离子为第一类污染物，需单独在车间排放口达标处理，加入氢氧化钙调节pH至10.8，镍离子会以氢氧化镍的形式沉淀。同时加入自制碱式硫酸铝絮凝剂，加大了沉淀的分子量，便于沉淀更好的析出。

步骤3)中，经预处理后的封孔废水和除油废水混合处理，不限定其组分比。废水中含氟离子较低，因此单独添加氢氧化钙，氟化钙难以析出。加入氟化钙晶种，反应产生的氟化钙能够附着在晶种表面。

本发明的铝制品表面处理产生的废水的处理方法，所述步骤1)中，废水pH调节至7，水浴采用HJ-8(DF-1)水浴锅，水浴温度为60℃，熟化12h。超声震荡2h，可有效分散硫酸铝在水中的分布，便于聚丙烯酰胺的吸附架桥。

本发明的铝制品表面处理产生的废水的处理方法，所述步骤2)中，封孔废水中投加氢氧化钙至pH为10.8，在此pH下，氢氧化镍沉淀可以最大程度地析出，同时，加入20ml自制碱式硫酸铝絮凝剂，大大加速了氢氧化镍的沉淀，减少了水力停留时间。

本发明的铝制品表面处理产生的废水的处理方法，所述步骤3)中，每吨水投加500g碳酸钙晶种，3:1的氢氧化钙，氯化钙混合物1kg。

本发明的铝制品表面处理产生的废水的处理方法，所述步骤1)、2)、3)中，处理后的废水含盐率较高，直接回用会导致离子的富集，本发明采用反渗透装置。

本发明具有以下有益效果：

(1)采用本发明所述方法进行处理后的废水污泥量约为同类工艺的70％。

(2)自制絮凝剂除企业使用外还可外售，增加了企业效益。

(3)采用诱导结晶絮凝，可有效降低废水中氟离子浓度，出水氟离子浓度可低于10mg/L。

(4)除蒸发结晶带走的水外，无废水外排，实现废水零排放，废水重复利用率可达90％以上，节约了水资源及其费用。

(5)投资低、运行费用低、操作简便，设备易于维护。

附图说明

图1为本发明的铝制品表面处理产生的废水处理综合步骤示意图；

图2为本发明自制絮凝剂的制备过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

铝型材表面的五道工艺产生的废水成分如表1所示，五道工艺标号如下：硫酸除油为P1，碱处理为P2，硫酸中和为P3，表面氧化为P4，封孔为P5。由于其步骤不同，每道工序产生的污染物也不相同。其中，硫酸除油漂洗废水W1中经检测，石油类含量较低，故不作考虑，水中主要成分为硫酸，氢氟酸和铝离子等；碱处理漂洗废水W2中主要含有大量的氢氧化钠和偏铝酸钠，由于适用于本发明的铝型材要求较高，故不考虑其他金属离子；中和漂洗废水W3中主要含有硫酸铝、硫酸钠等；氧化漂洗废水W4中主要含有硫酸、硫酸铝、硫酸钠等；封孔漂洗废水中主要含有氟离子、铵离子和少量有机物。

表1废水主要成分表

图1对应于本发明的铝制品表面处理产生废水的处理方法的步骤1)，图2对应于本发明的铝制品表面处理产生废水的处理方法的2)、3)、4)步骤。

步骤1)：将碱处理废水、氧化处理废水和中和处理废水混合，加入氢氧化钠调节pH至7，沉淀得絮状沉淀，过滤后的沉淀中加入硫酸调节盐基度至0.65，同时搅拌至沉淀充分溶解，水浴加热至60℃，熟化12h，粗滤去掉滤渣，取滤液加入质量分数为1％聚丙烯酰胺，超声震荡2h，静置2～3天后过滤得自制碱式硫酸铝絮凝剂。

步骤2)：封孔废水中加入氢氧化钙至pH为10.8，并在每吨废水后加入自制的碱式硫酸铝20ml，过滤沉淀后与除油废水混合。

步骤3)：除油清洗废水和封孔清洗废水中加入300g的碳酸钙晶种，加入氢氧化钙调节pH至6，加入300g氯化钙，同时快速搅拌，每吨水加入300ml自制碱式硫酸铝絮凝剂，慢速搅拌。

步骤4)：出水经过反渗透膜处理后回用。

为了更好的理解本发明，现提供如下实例。

实施例一

以浙江金华某铝材厂表面处理清洗废水为例，该废水水质如下(mg/L)：

	pH	F<sup>-</sup>	Al<sup>3+</sup>	Ni<sup>2+</sup>
					W1	4.12	160	25	/
W2	10.70	/	335	/
					W3	1.72	/	273	/
W4	2.22	/	290	/
					W5	6.07	172	28.9	238

取碱处理清洗废水100ml、酸洗中和处理清洗废水100ml、氧化处理清洗废水150ml混合。经检测，混合后的废水pH值为1.85，混合废水中主要含有的污染物为铝离子，为了得到氢氧化铝，加入氢氧化钠调节pH至中性，过滤得絮状沉淀10.2g。将沉淀置于水浴锅中，加入20ml质量分数为9.8％的硫酸至沉淀完全溶解，水浴温度为60℃，同时开启搅拌，转速为300r/min，反应2h。保持水浴温度60℃，静置待熟化。

熟化完全后，过滤溶液中的粗颗粒，熟化后的碱式硫酸铝分子量较小，加入质量分数为1％的PAM1ml，通过吸附架桥来增大其分子量。超声2h使反应更加均匀，静置2天，过滤得到40ml的液体碱式硫酸铝。

自制絮凝剂过程中产生的滤液仍含有少量氢氧化铝絮状沉淀，故在滤液中加入2ml自制絮凝剂使增大沉淀的分子量，去除剩余的絮状沉淀。

取100ml封孔清洗废水，加入氢氧化钙调节pH至10，加入自制碱式硫酸铝2ml，自然沉淀，过滤。

取100ml除油清洗废水与处理后的封孔废水混合，加入0.1g碳酸钙晶种以诱导氟化钙结晶的生成，继续加入0.3g氢氧化钙，由于氢氧化钙在水中的溶解度较低，产生的氟化钙晶体易附着在氢氧化钙表面阻止反应的进行，故投加0.1g氯化钙以增加废水中钙离子的浓度，最后投加2ml自制絮凝剂，增大沉淀的分子量。反应过程中采用磁力搅拌机搅拌0.5h，转速为300r/min，静置3h，过滤。将过滤后的滤液混合在一起，此时的废水中污染物含量如下表(mg/L)：

pH	F<sup>-</sup>	Al<sup>3+</sup>	Ni<sup>2+</sup>
				4.12	6.2	0.073	0.025

为了防止离子富集，混合废水经常规反渗透处理即可回用，废水回用率高于90％。

Claims (1)

1.一种铝制品表面处理产生的废水的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)分别收集各处理环节产生的废水，将碱处理废水、氧化处理废水和中和处理废水混合，加入氢氧化钠调节pH至7，沉淀得絮状沉淀物；

沉淀物过滤后，加入稀硫酸调节盐基度至0.65，同时搅拌至该沉淀物充分溶解，水浴加热至60℃，熟化12h，粗滤去掉滤渣，取滤液加入质量分数为1％聚丙烯酰胺，超声震荡30min，静置2～3天后过滤得碱式硫酸铝絮凝剂；

2)封孔废水中加入氢氧化钙至pH为10.8，并在每吨废水中加入步骤1)所得的碱式硫酸铝300ml，过滤沉淀后与除油废水混合；

3)步骤2)所得的混合废水中，每吨水中加入500g的碳酸钙晶种，加入氢氧化钙调节pH至6，并加入300g氯化钙，同时以300r/m快速搅拌30分钟；然后在每吨水加入300ml步骤1)所得的碱式硫酸铝絮凝剂，以100r/m慢速搅拌，充分混合后沉淀过滤；

4)步骤1)与步骤3)的出水混合，经过反渗透膜处理后回用。

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