1 概述

铝型材加工过程中，会产生各种有害废水，主要污染物质是酸、碱和各种金属离子。这三种废水的水质差异较大，废水中主要污染物质的种类大不相同，相应的处理方法也不同。其中，喷涂车间排出的废水中，含有国家《污水综合排放标准》(GB8978-l996)中从严控制的污染物质——重金属离子铬，必须单独处理。

本文主要介绍我们为国内某铝材厂喷涂车间设计的含铬废水处理系统，处理后的废水水质达到了国家规定的一级排放标准，经厂区排水管网直接排人附近河流。

 

2 废水处理工艺

2．1 废水水量、水质和排放标准

喷涂车间的总排水量为12m³/h。为减少投资降低含铬废水的处理规模，对喷涂车间排出的性质不同的废水分别进行治理，即将生产线前段化学处理排出的酸碱废水与氧化车间酸碱废水合并处理，对铬化槽以后排出的含铬废水单独处理。这样一来，须处理的含铬废水水量减少为5m³/h。该工程的含铬废水水质及需要达到的排放标准如表1所示。

 

 

2．2废水处理工艺

含铬废水中的主要污染物是铬离子，适合采用物理化学方法处理。由于重金属离子铬对水体和鱼类养殖危害*，国家环保部门对此类污染物从严控制，因此含铬废水的处理原则是确保稳定达标。在含铬废水的处理过程中，溶解态的六价铬离子会转变成固体物质从水中沉淀分离出来，产生的含铬污泥属于危险废弃物，需要运到危险废弃物处置中心单独处理，不能随便填埋。因此，应当尽量减少含铬污泥的产量并避免含铬污泥污染其它污泥，以降低污泥处理的费用，减少运行成本。废水处理工艺流程如图1所示。

 

 

因为含铬废水的处理水量较小，而对处理后的水质稳定达标要求很高，故本设计采用序批的间歇方式进行处理。采用三座含铬废水综合处理槽，每座槽都具有储存、调节、还原、中和、絮凝、沉淀的作用。从喷涂车间来的含铬废水进入吸水池，由提升泵依次送入三座综合处理槽，在槽中均和水质、水量之后，与加入的还原剂进行充分的还原反应，然后向槽中投人中和剂进行中和，中和后的废水再与加入的絮凝剂进行絮凝混合、反应，静止沉淀。理想的沉淀条件保证了固、液的有效分离。

综合处理槽排泥后，清水由过滤泵送入机械过滤器、活性炭吸附塔，过滤和吸附之后的出水可回用于生产或排入厂区排水管网。

沉淀之后的污泥定期排入含铬污泥池，然后由污泥泵送入厢式压滤机压成泥饼，泥饼作为含重金属的危险废弃物送往专门的处置场所。厢式压滤机排出的滤液和机械过滤器、活性炭吸附塔排出的反冲洗废水都返回含铬废水吸水池进行再次处理。

以下对各主要处理工序进行详细说明。

2．2．1 储存调节、还原反应工序

储存调节的作用，一是临时存放喷涂车间送来的含铬废水，二是均和水质、调节水量。

六价铬与还原剂的反应效果是影响铬去除的关键因素之一。稳定而适当的pH值和充足的反应时间是反应顺利进行的必要保障。本设计采用间歇处理方式，对控制还原反应稳定进行是有利的。在综合处理槽中设有pH在线自动监测系统和酸投加系统，以保证废水的pH值满足设计要求。

为减少污泥量，采用亚硫酸钠作为还原剂，并利用硫酸调节废水的pH值。

2．2．2 中和处理工序

充分还原之后，在综合处理槽中投入碱性中和剂。根据pH在线自动监测系统调整并显示废水的pH值，以保证水中的重金属离子形成沉淀的*佳pH值，使废水中的三价铬转化为固体氢氧化物析出，同时还需要保证出水的pH值达标和废水絮凝反应的*佳pH值范围。

为减少含铬污泥量，本设计采用工业烧碱作为碱性中和剂。

2．2．3絮凝沉淀处理工序

中和反应生成的金属氢氧化物颗粒细小，单纯依靠重力沉淀很困难，必须投加混凝剂和絮凝剂。在絮凝沉淀处理工序，经中和处理之后的废水与投入的混凝剂和絮凝剂进行充分的混合、反应，使废水中的悬浮物形成粗大的矾花之后，进行沉淀处理。在完全静止的情况下沉淀，具有处理效果好、生产效率高、药剂用量少等优点。

沉淀之后的综合处理槽中泥水分离，上部是清澈的废水，下部是沉淀的污泥。此时首先将槽中的污泥排入污泥池，然后用过滤泵将槽中清水送往过滤吸附处理单元。腾空的综合处理槽进入下一个处理周期。

2．2．4过滤吸附处理

过滤吸附处理单元由机械过滤器和活性炭吸附塔两部分组成，是含铬废水处理的把关环节，用来进一步降低废水中铬含量，确保处理后的水质符合要求。针对该工程待处理的含铬废水而言，活性炭对六价铬具有十分优异的优先吸附能力，去除六价铬的能力很强，并且可以同时去除三价铬；活性炭免去了离子交换树脂再生和再生废液处理的诸多麻烦。因此，设计中采用活性炭吸附塔作为含铬废水处理的把关工艺；机械过滤器用来保护活性炭吸附塔免受悬浮物的堵塞。

过滤器和吸附塔的反冲洗排水含有大量的悬浮物，可返回含铬废水调节反应池进行再次处理。

2．3 废水处理设施

主要处理设施及其规格数量见表2。

 

 

 

3 处理效果

该工程2002年底投产，至今已经过一年半的运行。实测数据表明，废水水量为4-8m³/h，初始废水中Cr⁶⁺含量为100-180mg/L(平均150 mg/L)；经过上述处理，沉淀后的出水中Cr⁶⁺的含量为0．5～1．5mg/L，Cr的总含量为1．0～2．5mg/L；过滤吸附后的出水中Cr⁶⁺的含量为0．05～0．2mg/L，Cr的总含量为0．5～1．0mg/L，出水水质满足国家排放标准的要求。

实际操作表明，还原反应的效果对出水中的Cr⁶⁺含量和Cr的总含量影响较大。pH值的控制和充足的反应时间可以确保将六价铬充分地还原成三价铬，从而给下一步的处理打下基础。

 

4 结语

① 采用本文所述的处理工艺可以保证含铬废水的稳定达标排放；

② 实践表明，充分而完善的还原反应是六价铬达标排放的必要条件，在设计时应予重视；

③ 过滤和吸附处理是整套系统的把关工序，对减小水质、保证废水的稳定达标排放十分关键；

④ 应重视含重金属污泥的二次污染。设计中应充分考虑特殊污泥的处置问题，确定合理的处理工艺，避免实际远行时给业主造成困扰。