阳极氧化废水处理方法

阳极氧化废水处理阳极氧化技术作为电镀行业表面处理常见的主要技术，广泛应用于电镀行业。 通常，铝材等金属部件为了具有更好的表面特性和光泽度，大部分都要经过阳极氧化处理工序，在其表面复盖致密且有光泽度的金属氧化物薄膜，例如镍膜等。 在阳极氧化过程中，通常以镍等电镀金属为阳极，以铝等电镀金属构件为阴极，通过电化学法使阳极上的电镀金属为无电子的镍离子，然后通过电场复盖在电镀金属构件上，从而完成对电镀金属构件的电镀。通常，在阳极氧化工序之前需要用酸碱去除金属部件的油分，在阳极氧化之后需要对电镀金属部件进行表面封孔处理。 目前，许多电镀企业采用醋酸镍作为密封剂。 在此过程中，企业会产生大量的除油废水、酸碱废水、含镍废水等。 这些废水含有国家严格控制的污染物镍，必须妥善处理后再排放。南通某科技有限公司在生产过程中产生了一定量的阳极废水，废水主要含有酸碱、磷酸盐、油脂和封孔工序中的微量镍金属离子等污染成分。 受企业委托，对该企业的废水处理进行了设计和调整。1项目概要该企业废水分为含镍废水和酸碱含油废水。 其中含镍废水主要来自封孔镍废水，排放量为30 m3/d，主要污染物为Ni2，其质量浓度为325 mg/L，pH为68的酸碱含油废水主要来自前处理阳极废水的排放量为390 m3/d，主要污染物为酸碱、COD、TP、SS， 用表面活性剂及油脂等，该排水COD为200400 mg/L、pH为25、SS为150220 mg/L、TP为50350 mg/L、石油类的质量浓度为80150 mg/L . 含油废水中油脂主要为企业使用的机油、切削油等。该企业废水处理后，要求废水排放指标稳定达到国家污水综合排放标准 (GB 89781996 )二级排放标准，pH为69，COD100 mg/L，SS70 mg/L，石油类5 mg/L，色度50m g/l， 总镍达到电镀污染物排放标准 (GB 219002008 )表2标准，实现总镍0.5 mg/L，约70%的回用，连接其馀30%的出水市污水管网，在集中污水处理厂进行深度处理。2工艺流程根据实际废水的特点和处理要求，工程设计技术分两步进行，第一步是首先对含镍废水和酸碱含油废水进行封孔预处理，具体流程如图1所示。图1含镍及酸碱含油废水的预处理流程封孔含镍废水的处理主要采用混凝化学法去除废水大部分二价镍离子，水进入后续综合废水调节池。 在酸碱含油排水中，该排水中的油脂多与表面活性剂等混合，因为其相对密度不足1，可以静态浮在水面上，所以排水的大部分油脂类在油分离池中除去后，进行其后的深度处理。两废水经预处理后，进入后续综合废水调节池进行深度处理，具体工艺流程如图2所示。图2综合废水处理流程预处理后的废水在调节池中调节水质水量后，通过凝集和凝集去除其中的大部分有机物，通过过滤器和UF过滤系统后，水分为两部分，其中约70%的废水经过精密过滤器、二级反渗透系统处理后，可以实现水的循环利用。 其馀约30%的废水经过凝聚、凝聚、气浮、沙过滤，达到了排放量。3主要建筑物3.1含镍废水处理(1)均质池1 :尺寸6. 4 m3.0 m2.7 m，有效容积46 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐蚀。 一台数量。 设置2台耐酸碱自吸泵(KB-40013L、广东国宝)、1台罗茨鼓风机(TF-50、昆山大风)。(2)凝集池1 :从定量投药机投入NaOH，控制pH 910，使池内产生氢氧化镍沉淀，投入凝集剂后，生成一次凝集体。 尺寸1.2 m1.2 m2.0 m，有效容积2.2 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐。 一台数量。 LCD数字pH控制器1台(PC-350、昆山SUNTEX )、机械隔膜定量式投药机2台(BX-50、nikki )、液下不锈钢搅拌机1台(杭州东霸)。(3)絮凝池1 :投入凝集助剂PAM，凝集助剂发挥吸附交联作用，使一次絮凝物凝集成容易沉淀的大型絮凝物。 尺寸1.2 m1.2 m2.0 m，有效容积2.2 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐。 一台数量。 设置了机械式隔膜定量式投药机1台(BX-50，nikki )、液下不锈钢搅拌机1台(杭州东霸)。(4)镍系沉淀池：提供静置环境进行泥水分离。 上清液进入后续综合废水调整池，沉降污泥排出污泥浓缩池。 尺寸2.5 m2.5 m4.7 m，有效容积25 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐蚀。 一台数量。3.2酸碱含油废水处理(1)均质池2 :尺寸6 .4 mm4 .0 m2.7 m，有效容积60 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐蚀。 一台数量。 设置2台耐酸碱自吸泵(KB-40012L，广东国宝)。(2)三联隔油池：利用油类密度一般小于水且不亲水性的原理，根据油水密度差将油从水中分离出来。 在池体上部设置集油管，收集浮游油导出池外。 隔油池的水进入后续综合排水调节池。 尺寸为4.0 m2.0 m2.5 mm，有效容积为16 m3，用钢混合内壁玻璃钢防腐。 一台数量。3.3阳极氧化综合废水处理(1)综合废水调节池：尺寸24.0 m6.4 m2.7 m，有效容积370 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐蚀。 一台数量。 设置了2台耐酸碱自吸泵(KB-50052H，广东国宝)、1台液下不锈钢搅拌机(杭州东霸)。(2)凝集池2 :尺寸为3.0 m3.0 m4.0 m，有效容积为32 m3，用钢混合内壁玻璃钢防腐蚀。 一台数量。 LCD数字pH控制器1台(PC-350、昆山SUNTEX )、机械隔膜定量式投药机2台(AHA-41、nikki )、液下不锈钢搅拌机1台(杭州东霸)。(3)絮凝池2 :尺寸3.0 m3.0 m4.0 m，有效容积32 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐蚀。 一台数量。 机械式隔膜定量式投药机1台(AHA-41，nikki )，液下不锈钢搅拌机1台(杭州东霸)。(4)初沉池：尺寸2.5 m2.5 m4.7 mm，有效容积25 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐蚀。 一台数量。 作为直径50 mm的PP材质斜管1套(无锡永诚)。(5)临时游泳池1。 暂时储存废水，后段使用。 尺寸3.4 m3.0 m2.7 m，有效容积24 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐蚀。 一台数量。 设置2台耐酸碱自吸泵(KB-50052H，广东国宝)。(6)袋式除尘器：捕捉废水中的浮游物，除去20 m以上的浮游物，保护后续的超滤膜。 尺寸D 300 mm750 mm，SUS304外壳，立式结构。 两套数量。(7)UF过滤系统：超滤过滤器采用PP材质的平均过滤孔径为0.1 m的中空纤维膜，细菌率接近100%，可以去除水中550 nm的乳化油、胶体等杂质。 采用精密保安过滤器作为超滤膜系统的保护装置。 反洗水使用加入了酸碱和NaClO的混合液，反洗后的水进入镍系均质池1进行再处理。 数量3组，每组内胆采用交换式低压超滤膜22条(昆山T-Filter )。 设计供水量15 m3/h。3.4满足排水设施(1)凝集池3 :从定量投药机投入NaOH，将pH控制在1011，同时投入凝集剂PAC。 尺寸3.0 m3.0 m4.0 mm，有效容积32 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐。 一台数量。 LCD数字pH控制器1台(PC-350、昆山SUNTEX )、机械隔膜定量式投药机2台(AHA-41、nikki )、液下不锈钢搅拌机1台(杭州东霸)。(2)絮凝池3 :投入凝集助剂PAM。 尺寸3.0 m3.0 m4.0 m，有效容积32 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐蚀。 一台数量。 设置了1台机械式隔膜定量式投药机(AHA-41，nikki )、1台液下不锈钢搅拌机(杭州东霸)。(3)气浮：尺寸6.8 m3.4 m2.0 m，有效容积35 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐蚀。 一台数量。 设置了1个气压罐(D 1.0 m2.5 m )、水面1台刮板、1台压缩机(va-80、1.5 kW、上海复活)、1台溶解气泵(1.5 kW )、1台刮板(橡胶带、东霸减速机、0.8 kW )。(4)砂滤塔：过滤除去悬浮在气浮水中的杂质，确保水达到排放标准。 尺寸为D 2.6 m1.8 m。 用钢混合内壁玻璃钢防腐。 一台数量。(5)计量水路：尺寸2.75 m0.30 0.40 m。 数一座砖，在里面铺瓷砖。 设置1台超声波数字累积式流量计(太仓景程)。3.5水回收处理设施(1)精密过滤器：捕获废水中残留的浮游物，减少水中残留的杂质，保护RO膜免受堵塞。 精密过滤器进出口设置压力显示表，压差增大到设定值时更换滤芯。 尺寸D 0.40 m1.33 m、数量1套、SUS 304材质、过滤精度100 m。(2)一级RO系统：设置6个8040-5A高压壳(昆山宏冠)、30个8040废水专用膜(昆山宏冠)、3组流量计、2组水质计、1组自动控制柜。 设计供水量20 m3/h。 设置1台轻量立式多级离心加压泵(CDL32-100，杭州南方)。 浓缩液进入综合废水调节池再处理。(3)二级RO系统：进一步浓缩一级RO系统的浓缩液，清液进入水回收池，浓缩液进入综合废水调节池进行再处理。 设有8040-6A高压壳2条(昆山宏冠)、8040废水专用膜12条(昆山宏冠)、流量计3组、水质计2组、自动控制盘1组。 设计供水量20 m3/h。 设置1台轻量立式多级离心加压泵(CDL16-12，杭州南方)。(4)水回收池：水回收池浸水的电导率在30 S/cm以下，用于之后的清洗和一次纯水用水。 尺寸22.3 m6.4 m2.7 m，有效容积420 m3，钢混合内壁玻璃钢防腐。 一台数量。 设置两台轻量卧式多级离心泵(CHL20-30，杭州南方)。3.6污泥处理设施所有沉淀池的污泥集中排放到污泥浓缩池中，用污泥脱水机压制成蛋糕后，委托资格机构进行无害化处理。 污泥浓缩池尺寸为9.0 m6.4 m4.7 m，有效容积为253 m3，用钢混合内壁玻璃钢防腐。 一台数量。 设置气动双隔膜式污泥泵3台(德国ver )、单风冷式压缩机1台(最大风压7 MPa，上海复活)、半自动单室式污泥脱水机2台(PP板框、XMY30/800-UB、杭州永昌)、双滤式污泥脱水机1组(滤布宽度1 m、2.87 kW、上海元昌)4系统调试和运行结果分析4.1含镍废水的调整由于阳极电镀中产生的含镍排水的pH为酸性，因此首先使用强碱NaOH调整为碱性，加入聚氯化铝PAC，通过机械搅拌使排水中的镍离子成为氢氧化镍的絮凝物，在絮凝物池中加入高分子凝集剂PAM，缓慢搅拌在此过程中，重金属离子沉淀的起始浓度和起始pH值必须特别注意。 Ni2的沉淀开始质量浓度为3 mg/L，初期沉淀的pH约为7.8，pH达到9.3时开始出现大量沉淀。 Ni2浓度过低时，必须适当提高pH值。 用氢氧化钠调整pH，通常根据废液中的Ni2浓度，将废水的pH调整到8.59.5，可以将Ni2质量浓度降低到1.0 mg/L以下。 将pH调整到9.5到11.0，可以更完全地移除Ni2。 为了降低人工操作的复杂性和误差，通常只要将含镍排水的pH调整为910即可，此时，排水中的大部分Ni2可以除去，出水中的Ni2质量浓度为2.0 mg/L以下。 经过后续的物化和二级RO系统处理，系统出水中的Ni2质量浓度稳定在0.5 mg/L以下。另外，废水中大量存在硫酸盐、氟化物、磷酸盐时，优选使用石灰乳液作为沉淀剂。 镍基沉淀池排出的污泥必须单独处理，不能与其他污泥混合处理。 通常，用污泥脱水机对含镍污泥进行脱水后，单独进行外注处理。4.2酸碱和含油废水的调整该废水中除酸碱外，表面活性剂和各种油脂多，废水的COD高。 该废水中的油脂类主要是金属部件在切削、粉碎、清洗等过程中添加的各种机油、除锈剂、切削油、表面活性剂、石蜡等。 这种油脂主要以乳化液的状态存在。 后续处理前，首先利用油比水轻的原理，用油分离池将含油废水中的油脂类从水中分离出来。均质池加少量稀硫酸(质量点数控制在5%左右)可实现氧化破乳，然后废水进入后续的重力斜盘式三连通池，可去除直径10100 m的浮游油，油分去除率为60%80%。4.3综合废水处理调整预处理后综合污水，首先用化学混凝沉淀法处理。 从定量投药机投入NaOH和Ca(OH)2，控制pH 1011，并且投入凝聚剂PAC，就会产生一次凝聚体的氢氧化物和磷酸钙盐。 然后，向絮凝物内定量投入凝聚助剂PAM，慢慢搅拌，可以进一步增大絮凝物的体积。 产生的沉淀物排放到污泥浓缩池中进行压滤。 综合污水经袋式除尘器和UF滤器过滤后，70%废水经二级反渗透系统处理，其馀30%废水经混凝沉淀法处理。 在调试过程中，连续一周检查二级RO膜系统，运转情况如表1所示。结果表明，系统经过半年运行，出水电导率始终保持在25 S/cm以下，反渗透膜对废水中残留重金属镍离子有良好的捕获效应，达到80%以上。5系统处理效果及探讨5.1运行效果该工程经过一段时间的调整，系统运行状况良好，处理效果