[发明专利]一种铝型材表面处理在线水循环净化系统

说明书

技术领域

本发明属于铝型材表面处理工艺中的环保技术领域，更具体涉及一种铝型材表面处理在线水循环净化系统。

背景技术

表面处理是利用物理的、化学的，或者其他方法，在金属表面形成的一层有一定厚度，不同于基体材料且有一定的强化、防护或特殊功能的覆盖层。表面处理工艺包括基体前处理、涂层制备、涂层后处理三个部分。典型的铝型材表面处理的主要工序包括化学抛光、除油、碱蚀、酸洗、中和、氧化、封孔、着色、钝化等。在各工序中均使用各种酸碱作表面处理液，由于各种处理液的粘度及物理化学性质不同，铝型材表面可从这些粘性处理槽液中带出不同量的厚液体膜，需要大量的清水来清洗除去这些液膜，处理每吨铝材约耗25～30立方米水，经清洗后的水成为铝型材表面处理的主要废水。目前90％以上的铝型材生产企业采用含氟技术对铝型材表面处理，产生大量含氟废水，由于各工序在药液槽中添加的化学药剂不同，污染物的成份比较复杂。按照成分废水主要分为：酸脱脂工序产生的COD较高且含有一定量氟离子的有机废水；酸蚀工序因使用氟化氢胺而产生的含氟、氨氮超标的废水；喷漆工序中产生的含铬废水等。含铬废水需单独处理，经过水量和PH调节，加入硫酸亚铁、焦亚硫酸钠等作为还原剂将废水的六价铬还原为三价铬，再通过调节PH使铬离子以沉淀形式去除。接着就是含氟废水的处理，企业一般采用石灰反应混凝沉淀法对废水进行一次处理，即向废水中投加石灰，使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去，该工艺简单、处理方便、费用低等优点，但是处理后的水含氟仍高，水质难达标不能安全排放，石灰虽便宜但溶解度低且易被沉淀包裹无法充分反应从而投加的数量比实际反应需要的量多一到二倍，还存在泥渣沉降缓慢以及脱水困难等缺点。因此含氟废水还需进行二次处理，其工艺确定必须要考虑采用二级混凝，并严格控制运行条件才能达到排放标准。混凝办法根据所用药剂的不同，又可分为灰法、石灰-铝盐法、石灰-镁盐法、石灰-过磷酸钙法等。这样导致处理废水的工序复杂和成本高。

铝型材表面处理工艺传统的分为碱蚀工艺和酸蚀工艺，不管哪种方式，铝型材表面处理的各道工艺均包括处理和清洗，产生大量的清洗废水和浓废液。铝材生产废水中主要的污染物包括氟离子、氨氮、化学需氧量、六价铬、有机物、硫酸根、磷酸根等，根据前面分析可知道：即使按目前要求的二级排放标准排放，仍然会对水体造成一定的污染，未能达标排放则危害更大。一般采用中和调节及混凝沉淀法工艺处理废水得到的污泥成分中除了含有大量的铝化合物和钙化合物外，还含有小量的锌、镍、铜等化合物，成份比较复杂，目前大多数工厂采用填埋的方法处理这些污泥。这不仅占用有限的土地资源，而且浪费资源，污染环境。

由此可见，如果产生的废水不能循环利用，将会造成水资源的大浪费，处理废水不当不但对环境造成严重的污染而且造成大量废渣的浪费。我国经过二十多年的大发展，已成为世界铝型材的生产大国，铝型材产量连续五年稳居世界第一位。目前全国铝型材表面处理每年920万吨，广东省年生产能力超过200多万吨。每吨铝材经表面处理消耗15～40公斤铝，同时产生150～400公斤铝废渣。以此计算，全国每年废渣量138～368万吨，相当于几个大型铝矿，而我国的铝资源贫乏，同时又是铝消耗大国。一个年产量10万吨的铝型材企业，用于铝材表面处理各工序清洗的年用水量约为250～300万m³。因此在我国对铝型材表面处理排出的废水的研究不应仅着眼于如何处理使其达到规定的排放标准，更应重视废水循环利用研究和废渣综合利用。目前不少铝型材生产企业的废渣混合处理堆放非常不利于废渣综合利用。

传统酸蚀和碱蚀工艺，各工序排放的废水经处理后水质不够好，导致能回用的水较少，大部分直接向外排放，既造成水体污染又浪费大量的水资源。2010年有人申请发明专利，使用无氟无氨四合一处理，其优点是：第一对废水进行过滤操作(通过设置浮渣过滤袋)尽量循环回用从而排水量少；第二采用投加絮凝剂方式对废渣进行脱水，但是投加絮凝剂本身会破坏槽液的性能，使其不但不能回用反而是使得废渣不能有效的资源化利用，而且对废渣脱水困难。这种新的铝型材表面处理方法仍然有废水排放，也浪费资源。