一、阳极氧化废水概述
阳极氧化废水主要来源于铝及铝合金的阳极氧化工艺过程。在这个过程中,铝制品作为阳极,在电解液(通常是硫酸溶液)中通电进行氧化反应,生成氧化铝膜。同时,电解液中的硫酸在长时间使用后也会被带出,使废水呈酸性。此外,如果采用含重金属的着色剂(如镍盐、锡盐、铜盐等)进行着色,或者使用含有重金属的封孔剂,废水还会含有这些重金属离子。这些重金属离子对环境和人体健康危害较大。
二、阳极氧化废水特点
阳极氧化废水具有以下特点:
含有高浓度的铝离子:铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气,硫酸铝溶解在电解液中,后续清洗时就会进入废水。
呈酸性:由于电解液中的硫酸在长时间使用后会被带出,废水通常呈酸性,pH值一般在2~5之间。
含有重金属离子:如果采用含重金属的着色剂或封孔剂,废水中会含有镍、铜、锡等重金属离子。
含有有机物:着色和封孔过程中还可能会有添加剂、表面活性剂等物质进入废水,增加了废水成分的复杂性。
三、阳极氧化废水处理案例
案例一:南通某科技有限公司阳极氧化废水处理工程
废水情况:该企业废水分为含镍废水与酸碱含油废水两种。含镍废水排放量为30m³/d,主要污染物为Ni²⁺,质量浓度为3~25mg/L,pH为6~8;酸碱含油废水排放量为390m³/d,主要污染物为酸碱、COD、TP、SS、表面活性剂及油脂等,废水的COD为200~400mg/L,pH为2~5,SS为150~220mg/L,TP为50~350mg/L,石油类质量浓度在80~150mg/L。
处理工艺:
预处理:含镍废水通过混凝化学法去除大部分二价镍离子;酸碱含油废水先经隔油池除去大部分油脂类物质。
综合处理:两种废水预处理后进入综合废水调节池,经混凝及絮凝去除大部分有机物,再经过滤器和UF过滤系统。
分流处理:出水分为两部分,70%的废水经精密过滤器、两级反渗透系统处理后实现中水回用;其余30%的废水经过混凝、絮凝、气浮和砂滤后达标排放。
处理效果:废水排放指标稳定达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级排放标准,总镍达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表2标准。实现约70%的出水回用,不仅保护了生态环境,还为企业提高了环保价值和经济效益。
案例二:某铝型材加工厂阳极氧化废水处理
废水情况:阳极氧化生产线日产生废水约200m³。废水中主要含有硫酸、铝离子(浓度约为300~500mg/L),还有少量镍离子(浓度约为10~20mg/L)来自着色工序。废水pH值约为3~4。
处理工艺:
中和反应:向废水中加入石灰乳进行中和反应,调节pH值至7~8左右,使废水中的酸得到中和,同时铝离子和镍离子开始形成氢氧化物沉淀。
重金属沉淀:加入硫化钠进一步沉淀镍离子,确保镍离子的去除率达到排放标准。
混凝反应:加入聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)进行混凝反应,使废水中的细小颗粒和胶体物质凝聚成较大的絮体,便于沉淀分离。
过滤处理:混凝后的废水通过砂滤和活性炭过滤,进一步去除悬浮物和有机物。
生物处理:经过上述处理后,废水进入生物处理单元(如生物接触氧化池),利用微生物进一步降解废水中的有机物。
处理效果:废水的pH值稳定在7~8之间,铝离子浓度低于10mg/L,镍离子浓度低于0.1mg/L,化学需氧量(COD)低于50mg/L,达到了当地的排放标准。处理后的水部分回用,用于车间的冲洗等环节,减少了新鲜水的使用量。
四、阳极氧化废水处理技术分析
阳极氧化废水处理技术主要包括物理化学处理法和生物处理法两大类。
物理化学处理法:
混凝沉淀:通过投加混凝剂,使废水中的悬浮物和溶解态污染物凝聚成较大的颗粒,便于后续的沉淀或过滤去除。
气浮:利用微小气泡将废水中的污染物带至水面,形成浮渣后去除。
离子交换:利用树脂或其他交换材料去除废水中的重金属离子。
膜分离:包括反渗透(RO)和超滤(UF)等,可以截留废水中的大分子有机物、胶体和部分悬浮物,让小分子物质和水通过。适用于对水质要求较高的回用处理。
生物处理法:
活性污泥法:通过培养活性污泥,利用其中的微生物降解有机污染物。
生物膜法:将微生物固定在填料上形成生物膜,利用生物膜上的微生物群落进行有机物的降解。
综上所述,阳极氧化废水处理需要根据废水的实际情况选择合适的处理工艺和技术。通过合理的处理工艺和技术选择,可以实现阳极氧化废水的达标排放或回用,减少对环境的污染和资源的浪费。
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