鋁合金表面處理行業(yè)工廠中，一般都有除油酸堿洗氧化工序及清水洗工序，特殊的還有染色封孔等工序；使用除油粉、各種酸和堿及各種工業(yè)洗滌劑、紅黑染料等；有些鋁件加工要進(jìn)行多次清洗，因此該類型工廠生產(chǎn)上具有廢水量大，而且水質(zhì)富含PH、CODcr、石油類、磷酸鹽、Zn2+、Cr6+等多種污染物，有些還含有較濃的色度。因此，該類型的生產(chǎn)廢水雖然水質(zhì)污染濃度不高，但是其水量大，水中污染物種類多而對(duì)水體造成比較嚴(yán)重污染。因此規(guī)模較大的鋁合金件表面處理工廠在考慮對(duì)生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)的同時(shí)，還多出于效益考慮要求對(duì)廢水進(jìn)行回用，并多回用于沖廁、綠化澆灌等用途。實(shí)踐證明，采用混凝氣浮-二級(jí)生化-機(jī)械過濾法處理此類生產(chǎn)廢水，能夠保證出水達(dá)到環(huán)保要求及達(dá)到相關(guān)回用要求。某電子公司鋁件表面加工處理工序的生產(chǎn)廢水，采用上述工藝進(jìn)行，設(shè)計(jì)處理能力1000m3/d，廢水進(jìn)水PH、CODCr、石油類、磷酸鹽、Zn2+分別為3~6、200~350mg/L、12~30mg/L、50~75mg/L和20~30mg/L，經(jīng)處理后，CODCr、石油類、磷酸鹽、Zn2+的去除率分別達(dá)90%、93%、99.5%和96%，使出水穩(wěn)定達(dá)到地方污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
 關(guān)鍵詞：混凝氣浮 二級(jí)生化 機(jī)械過濾 鋁件表面處理廠生產(chǎn)廢水

 1、 前言

 不同的鋁合金表面處理工廠，除了采用基本的酸性除油/堿性腐蝕/磷酸氧化處理工序一致外，由于還采用了具有附加值的染色、封孔等工序，通常染黑色、紅色等，并且一般在工序之間一次或多次清洗，有些還循環(huán)清洗；因而所排放的生產(chǎn)廢水千差萬別，主要污染物為酸堿、COD、磷酸鹽、石油類、氟化物、LAS、色度等，并可能含重金屬鉻。故該種廢水具有水量大、污染物種類多等特點(diǎn)，屬于較難降解的工業(yè)廢水。處理該種廢水一般以物理化學(xué)處理方法為主，也可以附以生物處理。本文斜述該廢水物化兼生化處理并且進(jìn)行廢水回用工藝，證明適當(dāng)生化處理也是也可以取得較好的效果。

某電子有限公司，主要產(chǎn)品為線圈、驅(qū)動(dòng)架、鋁支架、五金件，生產(chǎn)過程分除油/酸堿洗、清水洗兩大工序。該廠的生產(chǎn)廢水主要在鋁件表面處理過程中產(chǎn)生，生產(chǎn)過程中主要使用除油粉、氫氟酸、硫酸、硝酸、磷酸及工業(yè)洗滌劑。外排的生產(chǎn)廢水中含有大量的泡沬、較高濃度的磷酸鹽、較多的懸浮態(tài)和膠體態(tài)有機(jī)物及部分浮油成分，具有磷酸鹽濃度高、可生化性差等特點(diǎn)。針對(duì)這類生產(chǎn)廢水的特征，設(shè)計(jì)采用先經(jīng)混凝氣浮，使大部分有機(jī)物、磷酸鹽和石油類得以混凝去除，然后再經(jīng)二級(jí)生化處理，利用高度馴化的特種微生物去除剩余的有機(jī)物，后采用二級(jí)纖維球過濾去除水中微細(xì)的懸浮物而達(dá)到回用水的要求。采用該工藝具有處理負(fù)荷高、耐沖擊、出水穩(wěn)定等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了理想的效果。

 2、廢水水量水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

 2.1 廢水水量

 設(shè)計(jì)廢水水量：1000m3/d，24h運(yùn)行。

 排水規(guī)律：每天3班24h穩(wěn)定排放。

 2.2 廢水水質(zhì)

 根據(jù)現(xiàn)場多次取樣監(jiān)測(cè)結(jié)果，水質(zhì)見表1。

表1：生產(chǎn)廢水進(jìn)水水質(zhì)

2.3 廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

廢水處理后要求達(dá)到《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見表2。 

表2：廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

2.4 回用水水質(zhì)要求

回用水水質(zhì)要求達(dá)到廁所沖洗、綠化澆灌要求。因而回用水水質(zhì)執(zhí)行《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ25.1-89中用于廁所便器沖洗及城市綠化項(xiàng)目的水質(zhì)，具體水質(zhì)指標(biāo)部分摘錄見表3。 

表3：生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)部分摘錄

3、廢水處理工藝流程及特點(diǎn)

3.1 廢水處理工藝流程

廢水處理工藝流程見圖1。 

圖1 工藝流程

3.2 工藝特點(diǎn)

　

本廢水處理及回用工程由預(yù)處理系統(tǒng)、混凝氣浮處理系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)、機(jī)械過濾系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)組成，工藝特點(diǎn)為：

（1）、預(yù)處理系統(tǒng)包括格柵井和調(diào)節(jié)池，以隔除雜物、緩沖水量、均化水質(zhì)，設(shè)置空氣攪拌系統(tǒng)。

（2）、混凝氣浮處理系統(tǒng)含混凝反應(yīng)區(qū)、渣水分離區(qū)、清水區(qū)等，其原理是化學(xué)混凝氣浮法。先調(diào)節(jié)廢水pH值，然后加入混凝劑和助凝劑，以氣浮法產(chǎn)生浮渣形式的去除廢水中不溶性有機(jī)物及磷酸鹽，并去除絕大部分石油類。該環(huán)節(jié)針對(duì)性，由于鋁件在進(jìn)行表面氧化之前，都要用洗滌劑除油，而石油類污染物經(jīng)混凝反應(yīng)后生成的“礬花”，有些不容易沉淀，故用氣浮法除之成為較好選擇。

（3）、厭氧生化處理系統(tǒng)只發(fā)生水解和酸化作用，池中安裝半軟性填料，填料上的生物膜把部分復(fù)雜且難降解的大分子有機(jī)物水解成易降解的簡單有機(jī)物，懸浮和膠體狀的有機(jī)物水解成可溶性物質(zhì)，同時(shí)可降低廢水中的SS濃度，使廢水中溶解性有機(jī)物和可生化降解有機(jī)物所占的比例顯著增加，改善廢水的可生化性，為后續(xù)好氧生化處理創(chuàng)造條件。

（4）、好氧生化處理系統(tǒng)采用二級(jí)好氧法。*級(jí)采用生物接觸氧化池，第二級(jí)也采用生物接觸氧化池。好氧環(huán)境中，好氧的微生物在不斷供氧的環(huán)境中，氧化水中的有機(jī)物，特別是對(duì)酸、酮、醇、糖有較高的分解作用，并用分解產(chǎn)生的能量進(jìn)行繁殖和生長活動(dòng)，這部分用作能量的有機(jī)物終被轉(zhuǎn)化為CO2、NH3、H2O，而另一部分有機(jī)物則由微生物合成新細(xì)胞。該法具有體積負(fù)荷高、生物活性高、污泥產(chǎn)量低、出水水質(zhì)好而穩(wěn)定、動(dòng)力消耗低、不存在污泥膨脹問題等優(yōu)點(diǎn)，因而能穩(wěn)定地保證出水水質(zhì)指標(biāo)在回用水質(zhì)范圍內(nèi)。

（5）、機(jī)械過濾法　由于回用水質(zhì)的懸浮物指標(biāo)比較低，在10mg/L以下，因而要采用二級(jí)纖維過濾法，可以保證懸浮物在達(dá)到以上指標(biāo)。

3.3 主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）綜合調(diào)節(jié)池 有效容積170m3，停留時(shí)間4.0h。經(jīng)廠方介紹，該廠在每一天中單位小時(shí)的排放量相差不大，證明排水量比較穩(wěn)定，因此4.0小時(shí)綜合調(diào)節(jié)時(shí)間已經(jīng)能滿足均化水量水質(zhì)的要求，同時(shí)能滿足后續(xù)工藝（主要是過濾器的反沖時(shí)間）的操作要求。

（2）混凝反應(yīng)區(qū) 有效容積28m3，反應(yīng)時(shí)間為40min。其中混凝反應(yīng)時(shí)間為15至20min，助凝反應(yīng)時(shí)間為20至30min。

（3）混凝氣浮池 采用傳統(tǒng)的壓力溶氣氣浮系統(tǒng)，全自動(dòng)控制操作。氣浮接觸室上升流速10mm/s，其名義停留時(shí)間為2min；氣浮分離室流速1.5mm/s，表面負(fù)荷為3.23 m3/ （m2?h），名義停留時(shí)間1h；

（4）PH回調(diào)池 對(duì)堿性混凝氣浮排出的清水進(jìn)行酸性中和，以備進(jìn)行生化處理，名義停留時(shí)間10min，有效容積6.95m3。

（5）水解酸化池 名義停留時(shí)間2.0~3.0h，有效容積125m3，利用穿管布水，內(nèi)部設(shè)置復(fù)合填料，污泥負(fù)荷Ns=0.68kgCODcr/（kgMLVSS·d）。

（6）生物接觸氧化池 該池按分二級(jí)設(shè)計(jì)，名義停留時(shí)間3.0~4.0h，有效容積166.67 m3，填料負(fù)荷1.2kgCOD/m3?d。采用微孔曝氣系統(tǒng)。

（7）混凝沉淀池 采用斜管式沉淀池，前段設(shè)置混凝反應(yīng)區(qū)。混凝反應(yīng)區(qū)反應(yīng)時(shí)間為15~20min。沉淀區(qū)表面負(fù)荷0.4~0.6m3/m2?h。

（8）高速纖維過濾器 濾層高1.3m，濾速25~32m/h。

廢水處理效果

表4：廢水處理效果表

從表4可知，廢水經(jīng)“混凝氣浮+水解酸化+接觸氧化法”處理后，其CODCr、懸浮物、石油類和磷酸鹽總?cè)コ史謩e為90.5%、94.1%、93.4%和99.9%。

體會(huì)與討論

（1）由于生產(chǎn)廢水中的石油類污染物都是來自鋁件表面保護(hù)性油膜，容易發(fā)生乳化反應(yīng)，并被混凝成“礬花”。但這種“礬花”含有一定的油質(zhì)，顯得有粘性，并易結(jié)成團(tuán)浮于水面。根據(jù)這種特性，采用混凝氣浮法具有較好的泥水分離的效果?？梢?，氣浮工藝對(duì)該廢水不僅去除石油類污染物，而且還對(duì)廢水進(jìn)行的預(yù)充氧，這就從兩個(gè)方面提高了廢水的可生化性，為后續(xù)的生化工藝打下了良好的基礎(chǔ)。

（2）由于在生產(chǎn)過程中要對(duì)鋁件用工業(yè)洗滌劑進(jìn)行反復(fù)清洗，故所排廢水不僅水量大而且富含工業(yè)洗滌劑成分，一經(jīng)鼓氣攪拌，會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，故在混凝反應(yīng)區(qū)與PH回調(diào)區(qū)不適宜用空氣攪拌的方式，并且要在好氧池之前使用消泡劑，改變洗滌劑的表面活性，否則好氧池由于鼓氣產(chǎn)生大量泡沫，無法正常運(yùn)行。

（3）由于在生產(chǎn)過程中用到的工業(yè)洗滌劑及少量染色劑，它們都是一些難以生物降解的高分子化合物，因此在設(shè)計(jì)采用進(jìn)一步生化處理工藝時(shí)，先用水解酸化工序使一些復(fù)雜的大分子物質(zhì)、不溶性有機(jī)物水解成小分子物質(zhì)、溶解性有機(jī)物，然后再用接觸氧化法對(duì)小分子物質(zhì)和溶解性有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，才能取得較好的生化處理效果。

（4）水解酸化池中采用機(jī)械攪拌器進(jìn)行攪拌，以增強(qiáng)廢水與污泥之間的接觸，消除池內(nèi)的梯度，避免產(chǎn)生分層，提率。

（5）微生物的生長需按一定的比例攝取碳、氮、磷以及其他微量元素。但此類生產(chǎn)廢水中營養(yǎng)物質(zhì)含量不足，因此采用定期向廢水中投加氮、磷等物質(zhì)的辦法提供微生物代謝所需要的生長元素。

（6）好氧處理段采用接觸氧化法。接觸氧化法是目前應(yīng)用較廣的處理效率高的生物處理技術(shù)。由于池內(nèi)填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件好，氧化池內(nèi)單位容積的生物量高于活性污泥法及生物濾池；池內(nèi)曝氣裝置設(shè)在填料之下，供氧充足、傳質(zhì)條件好，池內(nèi)生物活性高，生物膜更新速度快，可以承受的濃度負(fù)荷是其它生物法的幾倍，因此可以減少占地，節(jié)省能耗。接觸氧化池分成兩格，每格可采用不同的污泥負(fù)荷，并使每格微生物與負(fù)荷條件（大小、性質(zhì)）相適應(yīng)，利于微生物專性培養(yǎng)馴化，提高處理效率。

（7）混凝沉淀池出水后設(shè)有二級(jí)纖維過濾器，保證懸浮物的水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到回用要求10mg/L以下。需要指出的是，纖維過濾與纖維球過濾不同，纖維球過濾效果遠(yuǎn)比不上纖維過濾的效果。在選取濾料時(shí)要特別注意，需要根據(jù)水質(zhì)要求而定。

（8）由于生產(chǎn)過程中，廠方經(jīng)常由于車間管理不善，使得膠管、膠條、膠粒、膠手套等生產(chǎn)耗用品隨廢水一起排入廢水調(diào)節(jié)池，使得廢水提升泵經(jīng)常堵塞而損壞。又由于該廠是24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)連續(xù)排水，因而在工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須考濾過流泵都要一備一用，才能保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。否則將會(huì)造成難以想象的后果。

結(jié)論

（1）、采用混凝氣浮-二級(jí)生化-機(jī)械過濾法處理鋁件表面處理廠生產(chǎn)廢水及其回用，該方法具有處理效率高、操作簡便、耐沖擊、日常維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到回用要求，可實(shí)現(xiàn)很好的環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益。

（2）、本工藝CODCr、懸浮物、石油類和磷酸鹽總?cè)コ史謩e為90.5%、94.1%、93.4%和99.9%。