1 概述

鋁型材加工過程中，會產生各種有害廢水，主要污染物質是酸、堿和各種金屬離子。這三種廢水的水質差異較大，廢水中主要污染物質的種類大不相同，相應的處理方法也不同。其中，噴涂車間排出的廢水中，含有國家《污水綜合排放標準》(GB8978-l996)中從嚴控制的污染物質——重金屬離子鉻，必須單獨處理。

本文主要介紹我們為國內某鋁材廠噴涂車間設計的含鉻廢水處理系統，處理后的廢水水質達到了國家規定的一級排放標準，經廠區排水管網直接排人附近河流。

 

2 廢水處理工藝

2．1 廢水水量、水質和排放標準

噴涂車間的總排水量為12m³/h。為減少投資降低含鉻廢水的處理規模，對噴涂車間排出的性質不同的廢水分別進行治理，即將生產線前段化學處理排出的酸堿廢水與氧化車間酸堿廢水合并處理，對鉻化槽以后排出的含鉻廢水單獨處理。這樣一來，須處理的含鉻廢水水量減少為5m³/h。該工程的含鉻廢水水質及需要達到的排放標準如表1所示。

 

 

2．2廢水處理工藝

含鉻廢水中的主要污染物是鉻離子，適合采用物理化學方法處理。由于重金屬離子鉻對水體和魚類養殖危害*，國家環保部門對此類污染物從嚴控制，因此含鉻廢水的處理原則是確保穩定達標。在含鉻廢水的處理過程中，溶解態的六價鉻離子會轉變成固體物質從水中沉淀分離出來，產生的含鉻污泥屬于危險廢棄物，需要運到危險廢棄物處置中心單獨處理，不能隨便填埋。因此，應當盡量減少含鉻污泥的產量并避免含鉻污泥污染其它污泥，以降低污泥處理的費用，減少運行成本。廢水處理工藝流程如圖1所示。

 

 

因為含鉻廢水的處理水量較小，而對處理后的水質穩定達標要求很高，故本設計采用序批的間歇方式進行處理。采用三座含鉻廢水綜合處理槽，每座槽都具有儲存、調節、還原、中和、絮凝、沉淀的作用。從噴涂車間來的含鉻廢水進入吸水池，由提升泵依次送入三座綜合處理槽，在槽中均和水質、水量之后，與加入的還原劑進行充分的還原反應，然后向槽中投人中和劑進行中和，中和后的廢水再與加入的絮凝劑進行絮凝混合、反應，靜止沉淀。理想的沉淀條件保證了固、液的有效分離。

綜合處理槽排泥后，清水由過濾泵送入機械過濾器、活性炭吸附塔，過濾和吸附之后的出水可回用于生產或排入廠區排水管網。

沉淀之后的污泥定期排入含鉻污泥池，然后由污泥泵送入廂式壓濾機壓成泥餅，泥餅作為含重金屬的危險廢棄物送往專門的處置場所。廂式壓濾機排出的濾液和機械過濾器、活性炭吸附塔排出的反沖洗廢水都返回含鉻廢水吸水池進行再次處理。

以下對各主要處理工序進行詳細說明。

2．2．1 儲存調節、還原反應工序

儲存調節的作用，一是臨時存放噴涂車間送來的含鉻廢水，二是均和水質、調節水量。

六價鉻與還原劑的反應效果是影響鉻去除的關鍵因素之一。穩定而適當的pH值和充足的反應時間是反應順利進行的必要保障。本設計采用間歇處理方式，對控制還原反應穩定進行是有利的。在綜合處理槽中設有pH在線自動監測系統和酸投加系統，以保證廢水的pH值滿足設計要求。

為減少污泥量，采用亞硫酸鈉作為還原劑，并利用硫酸調節廢水的pH值。

2．2．2 中和處理工序

充分還原之后，在綜合處理槽中投入堿性中和劑。根據pH在線自動監測系統調整并顯示廢水的pH值，以保證水中的重金屬離子形成沉淀的*佳pH值，使廢水中的三價鉻轉化為固體氫氧化物析出，同時還需要保證出水的pH值達標和廢水絮凝反應的*佳pH值范圍。

為減少含鉻污泥量，本設計采用工業燒堿作為堿性中和劑。

2．2．3絮凝沉淀處理工序

中和反應生成的金屬氫氧化物顆粒細小，單純依靠重力沉淀很困難，必須投加混凝劑和絮凝劑。在絮凝沉淀處理工序，經中和處理之后的廢水與投入的混凝劑和絮凝劑進行充分的混合、反應，使廢水中的懸浮物形成粗大的礬花之后，進行沉淀處理。在完全靜止的情況下沉淀，具有處理效果好、生產效率高、藥劑用量少等優點。

沉淀之后的綜合處理槽中泥水分離，上部是清澈的廢水，下部是沉淀的污泥。此時首先將槽中的污泥排入污泥池，然后用過濾泵將槽中清水送往過濾吸附處理單元。騰空的綜合處理槽進入下一個處理周期。

2．2．4過濾吸附處理

過濾吸附處理單元由機械過濾器和活性炭吸附塔兩部分組成，是含鉻廢水處理的把關環節，用來進一步降低廢水中鉻含量，確保處理后的水質符合要求。針對該工程待處理的含鉻廢水而言，活性炭對六價鉻具有十分優異的優先吸附能力，去除六價鉻的能力很強，并且可以同時去除三價鉻；活性炭免去了離子交換樹脂再生和再生廢液處理的諸多麻煩。因此，設計中采用活性炭吸附塔作為含鉻廢水處理的把關工藝；機械過濾器用來保護活性炭吸附塔免受懸浮物的堵塞。

過濾器和吸附塔的反沖洗排水含有大量的懸浮物，可返回含鉻廢水調節反應池進行再次處理。

2．3 廢水處理設施

主要處理設施及其規格數量見表2。

 

 

 

3 處理效果

該工程2002年底投產，至今已經過一年半的運行。實測數據表明，廢水水量為4-8m³/h，初始廢水中Cr⁶⁺含量為100-180mg/L(平均150 mg/L)；經過上述處理，沉淀后的出水中Cr⁶⁺的含量為0．5～1．5mg/L，Cr的總含量為1．0～2．5mg/L；過濾吸附后的出水中Cr⁶⁺的含量為0．05～0．2mg/L，Cr的總含量為0．5～1．0mg/L，出水水質滿足國家排放標準的要求。

實際操作表明，還原反應的效果對出水中的Cr⁶⁺含量和Cr的總含量影響較大。pH值的控制和充足的反應時間可以確保將六價鉻充分地還原成三價鉻，從而給下一步的處理打下基礎。

 

4 結語

① 采用本文所述的處理工藝可以保證含鉻廢水的穩定達標排放；

② 實踐表明，充分而完善的還原反應是六價鉻達標排放的必要條件，在設計時應予重視；

③ 過濾和吸附處理是整套系統的把關工序，對減小水質、保證廢水的穩定達標排放十分關鍵；

④ 應重視含重金屬污泥的二次污染。設計中應充分考慮特殊污泥的處置問題，確定合理的處理工藝，避免實際遠行時給業主造成困擾。