铝型材加工废水回用水质达标处理方案分析

1 简介

铝型材表面处理废水具有废水水质复杂、排放量和排放浓度变化大的特点。铝表面处理废水中同时含有重金属离子和有机物，需要多工艺联合处理。整体工艺路线长，工艺配置复杂，日常操作管理要求高。这些特点给厂家带来了很多麻烦。

随着社会和政府对环境保护问题越来越重视，废水排放标准的提高也被提上日程。为了适应废水排放标准的提高，排污企业不得不增加废水处理设备的投资和运行费用。另一方面，随着清洁生产的推进，企业也逐渐意识到减排带来的好处。从长远来看，提高水循环利用、减少污染物和废水排放是企业解决环境问题的最终出路。环保企业作为环境解决方案的提供者和环境项目的承担者，应该肩负着向污染企业和政府推荐和提供最优解决方案的重要任务。

污水处理技术虽然很多，但其基本原理主要包括分离、转化和利用。分离是指采用各种技术方法将污水中的悬浮物或胶体颗粒分离，从而净化污水或将污水中的污染物减少到最低限度。转化是指利用生化、化学或电化学的方法，将溶解在水中的污染物转化为无法“取出”或不需要“取出”的无害物质，或转化为易于分离的物质。总之，污水处理应使水中的污染物向有利于处理的方向发展。

2. 加工目标的优化

在铝行业，废水达标排放仍然是主要处理目标。随着各行业清洁生产标准的推进，减排和回用已成为工业废水处理公认的优化目标。但推进清洁生产、促进减排和循环利用还存在不少困难。首先是技术难度。只有提供更好的技术方案，才有可能提供更好的经济评价，核心是观念的转变。从技术上讲，实施清洁生产应考虑全过程控制。只有通过工艺清洁、设备密封、操作自动化、测量准确，才有可能形成逐步改进的循环。这对企业的生产管理水平和设备投资水平提出了更高的要求，需要企业业主和管理者统筹规划，这是基于生产工艺技术的改进。作为一家环境管理公司，需要延伸其作为生产技术提供商的角色，以便能够为客户提供更好的技术解决方案。只有深入了解生产过程和污染产生的过程，才能提出减少污染的方法，提出废水回用的适当水质要求，甚至将污染物作为重要资源回收利用。

在确定回用水水质指标时，可以比较单纯以排放为目标和综合考虑生产需要确定合适的水质和以回用为目标的优缺点。由于大多数企业没有研究生产用水所需的适宜水质，且受城市污水回用法规的影响，大部分重金属废水的回用是按照自来水水质标准或参照城市污水回用水质标准确定的。因此，废水回用处理的投资和运行成本高于排放处理，这为许多企业考虑废水回用设置了投资效益门槛。事实上，很多时候，上述水质要求远远超过实际生产需要。以单因子污染物F-为例，铝表面处理废水中，F-是处理达标的难点。根据-2006年《生活饮用水卫生标准》规定，F-应小于1mg/L。按GB 8978-1996《污水综合排放标准》和GB/《城镇污水再生利用工业水质》一级排放标准，F-应小于1mg/L。 -应小于10mg/L。为了满足再利用时的F标准要求，必须设置更长的工艺路线，从而使投资和运营成本成倍增加。但在很多实际用水情况下，F-对生产过程并无影响，甚至根本不需要考虑专门去除F-。在这种情况下，废水回用方案比排放达标方案更加简洁、优化，投资和运行成本更低，达到废水减排回用的效果。企业只有深入了解生产工艺要求，因地制宜确定生产回用水水质要求，才能通过经济评价做出最优目标选择。

重金属废水处理目标的选择从根本上受观念影响。如果污染企业认为污染治理是企业的负担，只考虑达标排放，甚至只是为了环保验收和环境监管，无疑不会深入考虑治理目标的优化。企业只有认识到清洁生产能够成为企业的竞争力而不是负担，才能够加大对生态友好和资源节约的投入。对于环保企业来说，从自身利益出发，希望扩大排放规模，简化处理流程。但如果我们能够从客户的利益出发，提出重金属废水处理的优选目标和优化方案，就能为客户带来更大的价值，切实帮助提高环保企业的竞争力。

3. 治疗方案的选择

膜生物流化床工艺是在生物流化床的基础上，以粉状活性炭（Pow-dered，简称PAC）为载体，结合固液分离技术的膜生物反应器工艺（简称MBR），使反应器集活性炭的物理吸附、微生物降解和膜的高效分离于一体，使水体中难以降解的小分子有机物充分转移并与活性炭粉混合。在通气条件下呈流化状态，并被吸附富集。在活性炭表面，在活性炭表面形成局部污染物集中区；粉状活性炭还为微生物繁殖提供了特殊的表面。其多孔表面吸收大量微生物菌群，尤其是以目标污染物为代谢底物的微生物。同时，粉末活性炭对水中溶解氧有很强的吸附能力。在高溶氧条件下，微生物将浓缩在活性炭表面的小分子有机物氧化分解，然后利用陶瓷膜分离系统将水和吸附了有机物的粉状活性炭等悬浮颗粒分离出来，通过错流过滤进一步净化，使污水达到中水回用标准。研究表明，MBFB能有效去除微污染水体中的氨氮、COD等难降解小分子有毒有机物。治疗目标的优化和治疗方案的优化是相辅相成的问题。处理目标确定后，应以多个子目标中的最小要求作为约束，对工艺方案进行组合匹配，以满足多目标处理要求。铝表面处理废水的处理方法可分为化学法、物理法和生物法。建议选择成熟、可靠、适用性强的工艺。化学方法有混凝沉淀法，物理方法有过滤法、吸附法和膜法。应用范围广泛。在工程实践中，一般需要多种工艺方法的结合才能达到处理目标。在确定目标的前提下，如何选择流程并结合起来，决定了治疗方案的质量。在所有工艺中，化学沉淀法因其适应性强而被广泛应用，包括氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法和铁素体法。其中，氢氧化物沉淀法因其可以达到多种重金属共沉淀的目的而得到广泛应用。为了满足不同重金属离子反应沉淀的最佳条件，往往需要进行多级混凝沉淀反应才能达到排放标准。当COD超标时，需要采用复合生物处理工艺降低COD，达到排放标准。因此，在以达到排放标准为目标的处理方案中，需要考虑各个污染物因素并与处理工艺相匹配。在选择以生产和回用为目的的处理方案时，需要根据生产过程对水的要求确定工艺方案。不同的处理目标对工艺方案的选择、投资和运行成本影响巨大。较低的要求可以通过常规工艺来满足，而较高的水质要求可以通过化学沉淀和膜法相结合来满足。

以去除SS为目的的回收处理、沉淀过滤即可达到目的。大多数情况下，铝表面处理重金属废水的再生回用需要分离废水中的一种或几种特定金属离子，使水质满足回收利用要求。在较高浓度下，可以使用一种或多种水平。混凝沉淀过程实现化学沉淀和固液分离。分离出的目标产物以污泥的形式从水中去除。在以清洁为目的的再利用中，可以考虑去除悬浮固体、微生物、NTU和SDI。可以采用微滤作为处理工艺，不考虑可溶性盐和有机污染物。这样可以满足废水回用的要求。，并且可以将回用设施的成本和运营成本降低到最低限度。对于需要去除低浓度重金属离子的情况，需要采用纳滤和反渗透工艺。然而，膜过滤稳定运行的前提是设计良好的预处理工艺。膜孔径越小，预处理要求越高，工艺路线越长。因此，在采用膜技术进行回用处理时，更需要根据处理目标来优化膜过滤工艺。通过尽可能降低膜组件的使用水平，可以在工艺可靠性、投资、运行成本、水回收率和浓水处理方面获得更多优势。

不同膜分离工艺可处理的物体如下表所示。随着微滤、超滤、反渗透的水回收率逐渐降低，预处理要求逐渐提高，其投资和运行成本显着增加。

表1 铝型材废水处理膜分离技术比较

可以用超滤和反渗透工艺进行比较。采用超滤作为回用的最终处理方法，水回收率可达80%甚至更高，而采用反渗透作为回用的最终处理方法则需要微滤、超滤或纳滤进行预处理。水综合回收率显着降低。由于过滤过程仅分离重金属离子，因此仍需要与其他过程结合以去除系统中的重金属离子。因此，反渗透工艺与重金属离子回收相结合更具优势。如果不进行回收利用，浓水仍需考虑处理后才能达到排放标准。

图1 采用超滤作为最终处理工艺回用时的水平衡示意图

图1 采用反渗透作为最终处理工艺回用时的水平衡示意图

可见，只有优化规划并结合目标优化，才能实现环境保护和清洁生产的投入，获得最大的社会经济效益。

4。结论

综上所述，从为客户创造价值的角度出发，铝表面处理废水处理的首选模式应升级。传统的废水处理方案优化模型以废水排放量和浓度为输入，以水质达标排放或回用为约束。优化模型处理系统投资最低，运行成本最低。从清洁生产的角度来看，处理方案的优化可以改进为以生产中的水平衡为输入，满足生产工艺要求为约束，以最小化污水全生命周期成本为目标的优化问题。治疗系统。全生命周期的成本评估不仅要考虑初始投资和静态运行成本，还要考虑系统的使用寿命。只有比较系统生命周期内所有成本的折扣，才能做出优化决策。在这种优化模型下，才能找到铝表面处理废水处理的最佳解决方案，从而实现节水减排的长期效益大于回用和处理的投资，使清洁生产得以可持续。

这种优化模式的转型升级也对环保企业的转型升级提出了要求。他们不仅要考虑标准化处理，还要为客户提供价值，从污染控制下游延伸到企业价值链的上游生产过程。这既是挑战，也是机遇。