廢水排放標準中對鋁濃度沒有限制,但在很多工業(yè)廢水中,鋁仍以污染物的形式存在。在含鋁廢水處理應(yīng)用方面可借鑒的實例還相當有限。
某電子廠年產(chǎn)腐蝕鋁箔為180×104m2,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一定量的廢酸液。為了節(jié)約生產(chǎn)成本,配套建設(shè)了廢酸回收系統(tǒng),酸液經(jīng)酸回收樹脂處理后循環(huán)使用。為了處理(自來水)清洗廢水 、化學(xué)洗滌廢水及樹脂再生廢水,建設(shè)了一套酸性廢水(中和法)處理設(shè)施。但該套設(shè)施未充分考慮高濃度鋁離子的影響,導(dǎo)致沉淀困難,出水不能達標排放,亟需進行改造。
一、原處理工藝及其存在的問題
1、原設(shè)計水量
原含鋁廢水處理設(shè)計水量為1 200 m3/d,每天運行24 h,設(shè)施處理能力為50 m3/h。
2、原設(shè)計進、出水水質(zhì)
原設(shè)計進、出水水質(zhì)見表1,其中出水水質(zhì)執(zhí)行廣東省《水污染物排放限值》(DB 44/26—2001)第二時段一級標準。


酸性含鋁廢水處理系統(tǒng)中廢水自流入調(diào)節(jié)池混合均衡。由于pH較低(經(jīng)常是pH<1,加藥量較大),因此先泵入預(yù)調(diào)池,同時加入石灰乳將pH粗調(diào)至5左右,鼓風(fēng)攪拌均勻后泵入反應(yīng)池,在反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有pH自動控制系統(tǒng),自動控制石灰乳的投加,調(diào)節(jié)廢水的pH至7.0~8.0,再加入助凝劑(PAM),提高混凝沉淀效果?;炷恋沓鏊湃肫搅鞒恋沓剡M行固液分離,污泥沉于底部泥斗,上清液進入砂濾池,過濾后排入清水池內(nèi)。池內(nèi)設(shè)有pH自動控制系統(tǒng),可自動調(diào)節(jié)酸或堿的投量,將pH控制在6~9之間排放。沉淀池泥斗中的污泥定期排入污泥濃縮池,再泵入帶式壓濾機進行脫水處理,濾液排回調(diào)節(jié)池進行再處理。
3、存在的問題及分析
該含鋁廢水處理系統(tǒng)于2006年建成,但剛進水調(diào)試就出現(xiàn)了困難。試運行時,中和后的廢水在沉淀池中無法順利沉淀,出水渾濁。據(jù)統(tǒng)計,鋁箔在腐蝕過程中,約有39%~48%的鋁溶解,而企業(yè)只回收酸,廢水中還殘留著大量鋁離子。經(jīng)檢測,原水中鋁離子濃度可達1 200~1 600 mg/L。氫氧化鋁膠粒有一定程度的親液性質(zhì),膠體粒子不為球形,以致它們之間也能互相聯(lián)結(jié)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而成為凝膠。
燒杯實驗表明,解決問題最簡單而有效的途徑是盡可能降低進水中鋁離子的濃度。
二、改造措施
1、廂式壓濾機壓濾
已經(jīng)證實,緩慢地調(diào)節(jié)pH以誘導(dǎo)沉淀,并保持約l h的反應(yīng)時間,會產(chǎn)生較多晶狀沉淀,從而改善沉降性能并減少污泥體積。
為此,在現(xiàn)有設(shè)施旁新增2座30 m3中和池,利用現(xiàn)有提升泵將部分原水泵至該池,同時勻速投加石灰,中和完全后抽至廂式壓濾機,通過濾布的過濾作用,含鋁廢水處理過程中絕大部分鋁離子以氫氧化鋁的形式被去除,濾液排至預(yù)調(diào)池與其余原水混合。據(jù)統(tǒng)計,每座中和池的運行周期約為2 h,即15 m3/h原水進入該旁路系統(tǒng)處理。
2、回流
砂濾池配有100 m3/h反沖泵,增設(shè)支管將清水池內(nèi)處理出水回流至預(yù)調(diào)池,與原水混合后一并處理,回流比取20%,即回流量約為10 m3/h。
采取上述兩項措施后,廢水中的鋁離子被稀釋,濃度可降至原來的40%~45%,約為500~700 mg/L。
3、沉淀池增加斜管
由于有部分水回流,故沉淀池水力負荷增加。原沉淀池為平流式,流量為50 m3/h,沉淀歷時2.1h,表面水力負荷為1.4 m3/(m2?h)。現(xiàn)池內(nèi)增加ф50 mm斜管,流量提高至約60 m3/h(水泵不更換,流量調(diào)至最大),沉淀歷時1.75 h,表面水力負荷提高至1.7 m3/(m2?h)。
改造之后工藝流程見圖1實線部分,改造工程投資約25萬元,新增構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)見表2。

三、造效果及經(jīng)濟分析
改造后的含鋁廢水處理系統(tǒng)已正式投入使用并通過驗收。監(jiān)測結(jié)果表明,出水水質(zhì)已達到設(shè)計標準,具體指標見表3。
改造后原有設(shè)施不致浪費,運行費用有所降低(見表4),更重要的是出水可達標排放。

四、結(jié)論
①此次含鋁廢水處理改造充分利用了現(xiàn)有構(gòu)筑物及設(shè)備,優(yōu)化了工藝流程,節(jié)省了投資,達到了設(shè)計要求。
②在工程設(shè)計時對廢水中的鋁離子一般不作過多考慮,但在本工程實例中卻成為了關(guān)鍵因素。采取一系列改造措施后,鋁離子濃度大幅降低,從而改善了沉淀效果,有效降低了出水懸浮物,實現(xiàn)了出水達標排放。
③已有用鋁箔酸洗廢液制備聚合氯化鋁的文獻報道,新建同類型企業(yè)不妨一試,既可有效利用廢棄資源,又能防止環(huán)境污染。
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