阳极氧化废水处理方法

1、阳极氧化废水处理阳极氧化技术作为电镀行业表面处理中常见且主要的技术， 在电镀行业中应 用广泛。通常，金属构件如铝件等，为了具有更好的表面特性及光泽度，大部分 都需经过阳极氧化处理工序， 在其表面覆盖一层致密且具有一定光泽度的金属氧 化物薄膜，如镍膜等。在阳极氧化过程中，通常将待镀的金属如镍等作为阳极， 而将被镀的金属构件如铝件等作为阴极， 利用电化学法使处于阳极的待镀金属失 去电子成为镍离子后， 在电场作用下覆盖到被镀的金属构件上， 从而完成对被镀 金属构件的电镀过程。通常情况下， 在阳极氧化工序之前需要对金属构件利用酸碱进行除油， 在阳 极氧化之后， 则需要对镀件金属构件进行表面封孔处理。

2、目前，大多数的电镀企 业多采用醋酸镍作为封孔剂。 在此过程中， 企业会产生大量的除油废水、 酸碱废 水及含镍废水等。 这些废水中含有国家严格控制的一类污染物镍， 因此必须要经 过妥善处理后才能排放。南通某科技有限公司在生产过程会产生一定量的阳极废水， 废水中主要含酸 碱、磷酸盐、油脂及封孔工段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及调试工作。1 项目概况该企业废水可以分为含镍废水与酸碱含油废水两种。 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 Ni 2+，其质量浓度为 325 mg/L， pH 为 68；酸碱含油废水主要来自前处理阳极

3、废水，排放量为 390 m3/d，主要 污染物为酸碱、 COD、TP、SS、表面活性剂及油脂等， 该废水的 COD为 200400 mg/L，pH 为 25，SS为 150220 mg/L，TP为 50350 mg/L，石油类质量浓度 在 80150 mg/L。含油废水中的油脂主要为企业使用的机械油、切削油等。该企业废水经过处理后， 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，即 pH 为 69，COD100 mg/L ，SS70 mg/L， 石油类5 mg/L，色度50 mg/L，总镍达到电镀污染物排放标准 (GB 219002008)表 2标准，

4、即总镍 0.5 mg/L，实现约 70%的出水回用，余下 30% 的出水接入市政污水管网到集中污水处理厂进行深度处理。2 工艺流程 根据实际废水特征和处理要求， 工程设计工艺分两步走， 第一步， 首先对封 孔含镍废水及酸碱含油废水进行预处理，具体流程如图 1 所示。图 1 含镍及酸碱含油废水预处理流程 对封孔含镍废水的处理主要是利用混凝化学法去除废水中大部分的二价镍 离子，出水进入后续综合废水调节池。 对酸碱含油废水， 由于该废水中的油脂多 与表面活性剂等混杂在一起， 其相对密度小于 1，在静态下可浮于水面上， 因此， 首先通过隔油池将废水中大部分的油脂类物质除去后，再进行后续的深度处理。两种

5、废水经预处理后， 均进入后续的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经水质水量调节后， 通过混凝及絮凝去除其中的大 部分有机物，再经过过滤器和 UF 过滤系统后，出水分为两部分，其中约 70%的 废水经精密过滤器、 两级反渗透系统处理后可实现中水回用。 其余约 30%的废水 经过混凝、絮凝、气浮和砂滤后，达标排放。3 主要构筑物3.1 含镍废水处理（1）均质池 1：尺寸 6. 4 m ×3.0 m×2.7 m，有效容积 46 m3，采用钢混 +内壁玻 璃钢防腐。数量 1座。设耐酸碱自吸泵 2台（KB-400

6、13L ，广东国宝 ），罗茨风机 1 台 （TF-50 ，昆山大风 ） 。（2）混凝池 1：以仪器监控由定量加药机投加 NaOH，控制 pH 910，池体内 产生氢氧化镍沉淀， 投加混凝剂后， 生成初级絮凝体。 尺寸 1.2 m×1.2 m×2.0 m， 有效容积 2.2 m3，采用钢混+内壁玻璃钢防腐。数量 1座。设 LCD数显 pH控制 器 1 个（PC-350，昆山 SUNTEX） ，机械隔膜定量式加药机 2台（BX-50 ，日本 NIKKISO） ，液下不锈钢搅拌机 1台（杭州东霸 ）。（3）絮凝池 1：投加助凝剂 PAM ，助凝剂起吸附架桥作用，将初级絮凝体逐 步

7、聚集成易于沉淀的大型絮体。 尺寸 1.2 m×1.2 m×2.0 m，有效容积 2.2 m3，采用 钢混+内壁玻璃钢防腐。数量 1 座。设机械隔膜定量式加药机 1 台（BX-50，日本 NIKKISO） ，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 节池，下沉污泥排至污泥浓缩池。尺寸 2.5 m×2.5 m×4.7 m，有效容积 25 m3，采 用钢混+内壁玻璃钢防腐。数量 1 座。3.2 酸碱含油废水处理（1）均质池 2：尺寸 6 .4 mm×4 .0 m ×2.7 m

8、，有效容积 60 m3，采用钢混+内壁 玻璃钢防腐。数量 1 座。设耐酸碱自吸泵 2 台 （KB-40012L，广东国宝 ）。（2）三联隔油池：利用油类物质的密度一般都小于水且不亲水性的原理，依 靠油水密度差将油从水中分离。 池体上部设置集油管， 收集浮油并将其导出池外。 隔油池出水进入后续综合废水调节池。尺寸 4.0 m×2.0 m×2.5 mm，其有效容积 16 m3，采用钢混 +内壁玻璃钢防腐。数量 1 座。3.3 阳极氧化综合废水处理（1）综合废水调节池： 尺寸 24.0 m×6.4 m×2.7 m，有效容积 370 m3，采用钢混 +内壁玻璃钢

9、防腐。数量 1座。设耐酸碱自吸泵 2台（KB-50052H ，广东国宝 ）， 液下不锈钢搅拌机 1 台（杭州东霸 ）。（2）混凝池 2：尺寸 3.0 m×3.0 m×4.0 m，有效容积为 32 m3，采用钢混 +内壁 玻璃钢防腐。数量 1座。设 LCD 数显 pH控制器 1个（PC-350，昆山 SUNTEX）， 机械隔膜定量式加药机 2台（AHA-41 ，日本NIKKISO） ，液下不锈钢搅拌机 1台（杭 州东霸 ）。（3）絮凝池 2：尺寸 3.0 m×3.0 m×4.0 m，有效容积 32 m3，采用钢混 +内壁玻 璃钢防腐。数量 1座。机械隔膜定

10、量式加药机 1台（AHA-41 ，日本 NIKKISO） ， 液下不锈钢搅拌机 1 台（杭州东霸 ）。（4）初沉池：尺寸 2.5 m×2.5 m×4.7 mm，有效容积 25 m3，采用钢混 +内壁玻 璃钢防腐。数量 1座。设直径 50 mm的 PP材质斜管 1套（无锡永诚 ）。（5）暂存池 1。用以暂存废水，供后段使用。尺寸 3.4 m×3.0 m×2.7 m，有效 容积 24 m3，采用钢混 +内壁玻璃钢防腐。数量 1座。设耐酸碱自吸泵 2台 （KB-50052H ，广东国宝 ）。（6）袋式过滤器：截留废水中残存的悬浮物，可去除 20 m以上的悬浮物

11、， 以保护后续超滤膜。尺寸 D 300 mm×750 mm，SUS304外壳，直立式结构。数量 2 套。（7）UF 过滤系统：超滤滤芯采用 PP 材质的平均过滤孔径为 0.1 m的中空纤 维膜，去除细菌率接近 100%，可去除水中 550 nm 的乳化油、胶体等杂质。采 用精密保安滤器作为超滤膜系统的保护装置。反冲洗水采用加酸碱及 NaClO 的 混合液，反冲洗后的水进入镍系均质池 1重新处理。数量 3组，每组内胆采用可 更换式低压超滤膜 22 支（昆山 T-Filter） 。设计进水量 15 m3/h。3.4 达标排放废水设施（1）混凝池 3：以仪器监控由定量加药机投加 NaOH，

12、控制 pH 为 1011，同 时投加混凝剂 PAC。尺寸 3.0 m×3.0 m×4.0 mm，有效容积 32 m3，采用钢混 +内 壁玻璃钢防腐。数量 1座。设LCD 数显 pH控制器 1个（PC-350，昆山 SUNTEX）， 机械隔膜定量式加药机 2台（AHA-41 ，日本NIKKISO） ，液下不锈钢搅拌机 1台（杭州东霸）（2）絮凝池 3：投加助凝剂 PAM 。尺寸 3.0 m×3.0 m×4.0 m，有效容积 32 m3， 采用钢混 +内壁玻璃钢防腐。数量 1 座。设机械隔膜定量式加药机 1台（AHA-41 ， 日本 NIKKISO） ，液下

13、不锈钢搅拌机 1 台（杭州东霸 ）。（3）气浮池：尺寸 6.8 m×3.4 m×2.0 m，有效容积 35 m3，采用钢混 +内壁玻璃 钢防腐。数量 1座。设气压罐 1个（D 1.0 m ×2.5 m），水面设刮渣机 1台，空压机 1台（VA-80 ，1.5 kW，上海复盛 ）、溶气泵 1台（1.5 kW），刮渣机 1台（橡胶带，东 霸减速机， 0.8 kW）。（4）砂滤塔：过滤去除气浮出水夹带的悬浮杂质，确保出水达排放标准。尺 寸为 D 2.6 m×1.8 m。采用钢混 +内壁玻璃钢防腐。数量 1座。（5）计量渠：尺寸 2.75 m×0.30

14、 ×0.40 m。数量 1座，砖砌，内表面贴瓷砖。设 超声波数字累积式流量计 1 台（太仓景程 ）。3.5 中水回用处理设施（1）精密过滤器：截留废水中残存的悬浮物，降低水中残存的杂质，以保护 RO 膜免于堵塞。精密过滤器进出口设压强指示表，当压差增大到设定值时更换 滤芯。尺寸 D 0.40 m ×1.33 m，数量 1套，SUS 304材质，过滤精度 100 m。（2）一级 RO系统：设置 8040-5A 高压管壳 6支（昆山宏冠 ），8040废水专用膜 30支（昆山宏冠），3组流量计，水质计 2组，自动控制盘 1组。设计进水量 20 m3/h。 设轻型立式多级离心加压泵

15、 1 台 （CDL32-100，杭州南方 ）。浓缩液进入综合废水 调节池重新处理。（3）二级 RO 系统：进一步浓缩一级 RO系统浓缩液，清液进入中水回用水池， 浓缩液进入综合废水调节池重新处理。设置 8040-6A 高压管壳 2 支 （昆山宏冠 ）， 8040废水专用膜 12支（昆山宏冠），3组流量计，水质计 2组，自动控制盘 1组。 设计进水量 20 m3/h。设轻型立式多级离心加压泵 1 台（CDL16-12 ，杭州南方 ）。（4）中水回用水池：中水回用水池进水的电导率要求不大于30 S/cm，用于后续清洗及初级纯水用水。尺寸 22.3 m×6.4 m×2.7 m，有

16、效容积 420 m3，采用钢 混+内壁玻璃钢防腐。数量 1 座。设轻型卧式多级离心泵 2台（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至污泥浓缩池，再经污泥脱水机压制成泥饼后， 委托有资质单位无害化处理。污泥浓缩池尺寸为 9.0 m×6.4 m×4.7 m，有效容积253 m3，采用钢混 +内壁玻璃钢防腐。数量 1座。设气动双隔膜式污泥泵 3台（德 国VERDER），单级风冷式空压机 1台（最大风压 7 MPa，上海复盛 ），半自动厢 式污泥脱水机 2 台（PP板框， XMY30/800-UB ，杭州永昌 ），双带滤式污泥脱水机 1 组

17、 （滤布宽 1 m， 2.87 kW，上海元昌 ）。4 系统调试及运行结果分析4.1 含镍废水调试由于在阳极电镀过程中产生的封孔含镍废水的 pH 呈酸性，因此，首先采用 强碱 NaOH 将其调至碱性，并加入聚合氯化铝 PAC，通过机械搅拌使废水中的 镍离子形成氢氧化镍的絮状物，而后在絮凝池内加入高分子絮凝剂PAM ，缓慢搅拌后会有较大的絮状物矾花形成， 随后通过后续的镍系沉淀池将大部分镍以氢 氧化物的形式除去。在该过程中，要特别注意重金属离子沉淀的起始浓度和起始 pH。对 Ni2+而 言，其沉淀起始质量浓度为 3 mg/L，初始沉淀的 pH 约在 7.8，当 pH 达到 9.3时 开始出现大量

18、沉淀。 Ni2+浓度过低时， pH 需要适当调高。如采用氢氧化钠调节 pH，通常可根据废液中 Ni2+的浓度，将废水的 pH 调至 8.59.5，使 Ni2+质量浓 度降低到 1.0 mg/L 以下。如把 pH 调至 9.511.0时， Ni 2+去除得更彻底。为了降 低人工操作的烦琐及误差，通常将含镍废水的 pH 调至 910 即可，此时，可去 除废水中大部分的 Ni2+，出水中 Ni2+质量浓度在 2.0 mg/L 以下。再经后续的物化 及两级 RO 系统处理后，系统出水中的 Ni2+质量浓度可稳定达到 0.5 mg/L以下。另外，如果废水中存在有大量的硫酸盐、氟化物或磷酸盐需要同时沉淀时

19、， 使用石灰乳液作为沉淀剂更为宜。从镍系沉淀池排出的污泥，必须要单独处理， 不能与其他的污泥混合处理。 通常采用污泥脱水机将含镍污泥脱水后， 单独委外 处理。4.2 酸碱及含油废水调试该废水中除了酸碱以外， 更多的是一些表面活性剂及各类油脂， 导致该废水 的 COD 较高。该废水中的油脂类物质主要是金属构件在切削、碾磨、清洗等过 程中添加的各类机械油、除锈剂、切削油、表面活性剂、石蜡等。这类油脂主要 以乳化液状态存在。 在进行后续处理之前， 首先利用油比水轻的原理， 在隔油池 中将含油废水中的油脂类物质从水中分离出来。在均质池内加入少量的稀硫酸 (质量分数控制在 5%左右 )，可实现酸化破乳，

20、 然后废水进入后续重力斜板式三联隔油池， 可去除直径在 10100 m的浮油，除 油率在 60%80%。4.3 综合废水处理调试对预处理后的综合污水， 首先采用化学混凝沉淀法进行处理。 以仪器监控由 定量加药机投加 NaOH和Ca(OH)2，控制 pH 1011，同时投加混凝剂 PAC，会 有初级絮凝体氢氧化物和磷酸钙盐产生。 然后在絮凝池内定量投加助凝剂 PAM ， 缓慢搅拌后可进一步增大絮凝物的体积。 产生的沉淀物排至污泥浓缩池进行压滤。 综合污水经过袋式过滤及 UF 过滤后， 70%废水采用两级反渗透系统进行处理， 其余 30%废水则采用混凝沉淀法进行化学深度处理。在调试过程中，对两级RO反渗透膜对废水中残余重金属镍离子具有较