1 概述
鋁型材加工過程中，會產(chǎn)生各種有害廢水，主要污染物質(zhì)是酸、堿和各種金屬離子。這三種廢水的水質(zhì)差異較大，廢水中主要污染物質(zhì)的種類大不相同，相應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-l996)中從嚴(yán)控制的污染物質(zhì)——重金屬離子鉻，必須單獨處理。
本文主要介紹我們?yōu)閲鴥?nèi)某鋁材廠噴涂車間設(shè)計的含鉻廢水處理系統(tǒng)，處理后的廢水水質(zhì)達(dá)到了國家規(guī)定的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)廠區(qū)排水管網(wǎng)直接排人附近河流。
2 廢水處理工藝
2．1 廢水水量、水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)
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(guī)模，對噴涂車間排出的性質(zhì)不同的廢水分別進(jìn)行治理，即將生產(chǎn)線前段化學(xué)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(zhì)及需要達(dá)到的排放標(biāo)準(zhǔn)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(xué)方法處理。由于重金屬離子鉻對水體和魚類養(yǎng)殖危害*，國家環(huán)保部門對此類污染物從嚴(yán)控制，因此含鉻廢水的處理原則是確保穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。在含鉻廢水的處理過程中，溶解態(tài)的六價鉻離子會轉(zhuǎn)變成固體物質(zhì)從水中沉淀分離出來，產(chǎn)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(yīng)當(dāng)盡量減少含鉻污泥的產(chǎn)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(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)要求很高，故本設(shè)計采用序批的間歇方式進(jìn)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(diào)節(jié)、還原、中和、絮凝、沉淀的作用。從噴涂車間來的含鉻廢水進(jìn)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(zhì)、水量之后，與加入的還原劑進(jìn)行充分的還原反應(yīng)，然后向槽中投人中和劑進(jìn)行中和，中和后的廢水再與加入的絮凝劑進(jìn)行絮凝混合、反應(yīng)，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(chǎn)或排入廠區(qū)排水管網(wǎng)。
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(jìn)行再次處理。
以下對各主要處理工序進(jìn)行詳細(xì)說明。
2．2．1 儲存調(diào)節(jié)、還原反應(yīng)工序
儲存調(diào)節(jié)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(zhì)、調(diào)節(jié)水量。
六價鉻與還原劑的反應(yīng)效果是影響鉻去除的關(guān)鍵因素之一。穩(wěn)定而適當(dāng)?shù)膒H值和充足的反應(yīng)時間是反應(yīng)順利進(jìn)行的必要保障。本設(shè)計采用間歇處理方式，對控制還原反應(yīng)穩(wěn)定進(jìn)行是有利的。在綜合處理槽中設(shè)有pH在線自動監(jiān)測系統(tǒng)和酸投加系統(tǒng)，以保證廢水的pH值滿足設(shè)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(diào)節(jié)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(jù)pH在線自動監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)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(zhuǎn)化為固體氫氧化物析出，同時還需要保證出水的pH值達(dá)標(biāo)和廢水絮凝反應(yīng)的*佳pH值范圍。
為減少含鉻污泥量，本設(shè)計采用工業(yè)燒堿作為堿性中和劑。
2．2．3絮凝沉淀處理工序
中和反應(yīng)生成的金屬氫氧化物顆粒細(xì)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(jīng)中和處理之后的廢水與投入的混凝劑和絮凝劑進(jìn)行充分的混合、反應(yīng)，使廢水中的懸浮物形成粗大的礬花之后，進(jìn)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(chǎn)效率高、藥劑用量少等優(yōu)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(jìn)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(guān)環(huán)節(jié)，用來進(jìn)一步降低廢水中鉻含量，確保處理后的水質(zhì)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(yōu)異的優(yōu)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(shè)計中采用活性炭吸附塔作為含鉻廢水處理的把關(guān)工藝；機械過濾器用來保護(hù)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(diào)節(jié)反應(yīng)池進(jìn)行再次處理。
2．3 廢水處理設(shè)施
主要處理設(shè)施及其規(guī)格數(shù)量見表2。
3 處理效果
該工程2002年底投產(chǎn)，至今已經(jīng)過一年半的運行。實測數(shù)據(jù)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(jīng)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(zhì)滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
實際操作表明，還原反應(yīng)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(yīng)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(chǔ)。
4 結(jié)語
① 采用本文所述的處理工藝可以保證含鉻廢水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放；
② 實踐表明，充分而完善的還原反應(yīng)是六價鉻達(dá)標(biāo)排放的必要條件，在設(shè)計時應(yīng)予重視；
③ 過濾和吸附處理是整套系統(tǒng)的把關(guān)工序，對減小水質(zhì)、保證廢水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放十分關(guān)鍵；
④ 應(yīng)重視含重金屬污泥的二次污染。設(shè)計中應(yīng)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(yuǎn)行時給業(yè)主造成困擾。
