铝材表面处理和废水处理新技术简介

铝材表面处理和废水处理新技术简介

铝材表面处理和废水处理是铝材加工过程中的重要环节。本文将为您介绍铝材涂装前处理、电化学氧化、零件清洗防锈等工艺流程，并重点介绍废水处理的新技术和工艺。

铝材涂装前处理

铝材涂装前处理目前比较流行的工艺如下：

酸性除油→水洗→水洗→无铬氧化或钝化→水洗→晾干或低温烘干

我们目前提供的无铬处理药液有两种：BW-283铝材钼系无铬氧化剂和BW-210 金属涂装防锈偶链剂。

BW-210 金属涂装防锈偶链剂是我们目前着力推广的产品，使用成本低，更环保，其附着力和综合抗蚀性能高于几乎所有的表面处理药剂，很少出现质量问题，但对水质有要求，如果水硬度高需要进行软化处理。BW-283铝材钼系无铬氧化剂对水质没有特殊要求，但成本稍高。

其他的无铬处理均类似于BW-283铝材钼系无铬氧化剂，但性能稍差，膜层不结实，经常有掉灰现象（手擦拭有黑灰），影响附着力。硅烷处理、磷化处理性能更差一些，基本被行业淘汰。目前用的大部分为锆系、钼系、有机酸系（植酸）不管名字多神秘（如纳米陶瓷等），都是一样。我们的BW-283铝材钼系无铬氧化剂还有钼、锆和有机酸，性能更好，生成的膜层深入铝材内部非常结实，在1%氢氟酸内也很难除掉。

所有的酸性成膜剂都有一个特点：药液受杂质离子影响大，用一段时间需要排放，但偶链剂可以长期使用。偶链剂在不水洗时，金属防锈时间非常长，这是其他处理剂无法达到的，但受油漆和粉末涂料遮盖力的影响，性能不好的涂料在铝板经偶链剂处理后不水洗时可能有印迹。

电化学氧化

电化学氧化前处理要求高于涂装前处理，处理的效果直接影响氧化的表面质量和成本。

传统工艺：

碱性除油→水洗→碱腐蚀→水洗→水洗→硝酸出光→水洗→水洗→阳极氧化

新工艺：

除油强侵蚀→除油活化侵蚀→水洗→水洗→水洗→阳极氧化→后处理

要求更高的表面氧化或砂面氧化还要增加出光或酸砂处理。

强侵蚀主要处理有微小划痕的缺陷，活化侵蚀用于处理后的去膜处理，使阳极氧化效果更好，有时也可不用活化。

零件清洗防锈

一般铝材零件的清洗要求无腐蚀，表面干净。

传统工艺：

碱性除油→水洗→水洗

新工艺：

有色金属清洗剂→水洗→除油钝化（或偶链剂）→水洗

对比两种工艺，老工艺铝件会很快被氧化腐蚀，新工艺不易被腐蚀，且除油更彻底，表面更光亮。

漂洗水工艺要求

漂洗水直接影响铝材表面处理质量，但漂洗水用量过多不仅浪费水资源也大大增加污水处理费用。

新工艺均采用逆流漂洗工艺。

逆流采用自流，没有动力消耗。

污水净化回用处理

概述

本方案是专门针对中、小规模化工废水设计的净化处理方案。下文阐述了本处理方案的优越性、理论依据、处理原理、设计方案和相关设备及处理成本等问题。通过该净化系统处理后废水可达到《污水综合排放标准》的要求，并循环用于车间生产用水，实现废水零排放。

由于净化水排放执行了新的国标，传统的处理工艺远不能满足新的排放要求。传统工艺占地面积大，投资费用高，工艺控制不科学，检测不准确，非标设备设计简单，化学反应器和沉淀方式不合理。北京爱尔斯姆科技有限公司根据化学和物理化学原理根据不同废水和水量进行针对性设计，力求工艺简洁、科学、稳定、运行成本低、处理效果好，为企业可持续发展解除后果之忧。

设计依据

《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-2009
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国水法》
《中华人民共和国水污染防治法》
《中华人民共和国清洁生产促进法》
《中华人民共和国再生水水质标准》
《污水综合排放标准》(GB8978-1998)
《电镀污染物排放标准》 (GB21900-2008)

污水综合排放标准

表1 《污水综合排放标准》(GB8978-1998)

废水处理原理

1）实现废水处理零排放的必要条件

如果净化水全部回用，需要满足下述条件：

• 污水内不得含有大量盐分。如：氯离子、钠离子、硅酸盐、碳酸盐等，所以不能使用固体除油粉。
• 污水最佳pH值为3.0-4.5，高于5.0需要添加磷酸或硫酸调整。一般不会低于3.0，除非排放工作液。
• 污水处理不得使用聚合氯化铝或聚合氯化铁等有危害杂质的无机絮凝剂。不得使用火碱进行中和。
• 污水内不得含有大量亚硝酸钠、水溶性有机胺、甲醛等。

2） 净化工艺流程

图2.2 废水处理效果图

系统组成

废水净化处理系统由反应净化系统、深度净化处理系统、污泥脱水系统、在线检测系统和电控系统组成。

反应净化系统：包括加药系统、在线检测系统。根据药液性质选用相应的处理剂，本方案选用成核助剂和中和剂作为主反应剂，选用聚丙烯酰胺作为絮凝剂，主反应剂采用自动加药系统加药，絮凝剂采用人工电动控制。

深度净化处理系统：包括物化处理器、高效净化器、在线监测、流量控制、反冲洗系统等组成。物化处理器对中水的悬浮物、水溶性阴离子某些阳离子进行截留和吸收反应，并通过吸附生化分解有机物、无机物；高效净化器进行深度净化使水质达到排放标准。

出水水质分析

经处理后的废水出水水质符合GB8978-1998一级标准。

该废水处理方案的特点

• 本设计为半自动控制，间歇运行，由浮球液位计监测水位、控制水泵运行，PH控制仪在线监测混凝槽酸碱度、自动起停碱液泵，实现自动调整PH值。运行灵活、操作方便，出水水质更加稳定。
• 该处理工艺对进水的水质水量变化适应性好，由于水质水量的突然变化对出水基本没有影响，所以此工艺更适合于具有周期性生产的涂装废水处理。
• 工艺运行的实践表明，整个工程投资省、工艺简单、运行稳定、可操作性好，运行成本低。
• 活性碳具有很好的吸附性，能吸附有机物、金属离子等，极大的提高出水水质。

该方案和市场上通用方案相比的优点

• 本设计为半自动控制，间歇运行，确保污水充分进行化学反应。
• 传统工艺均为连续流入污水，由于水内污染物不断变化，很难保证充分混合和反应充分，更重要的是在连续运行时根本无法判断絮凝剂的加入量是否合适，絮凝剂的加入量是非常重要的一环：絮凝剂加量大，污水粘度大，无法絮凝沉淀；加入量少，无法形成较大絮团。
• 本设计由浮球液位计监测水位、控制水泵运行，PH控制仪在线监测酸碱度并自动起停碱液泵，实现自动调整PH值，还可在观测桶内人工检测进行校正，确保反应充分后再加絮凝剂。运行灵活、操作方便，出水水质更加稳定。
• 传统工艺在反应池几乎不设置pH计在线监测，因为连续进出水，pH值无法稳定，即使设计作用也不大。很多情况下pH计是设计在较稳定的沉淀池，进行滞后控制。这样就造成沉淀池pH值很难稳定控制。最不科学的是碱液和絮凝剂几乎同时添加在反应池内。
• 该处理工艺为间歇生产，对进水的水质水量变化适应性好，水质水量的大幅度变化不影响净化效果，所以此工艺更适合于具有周期性生产的涂装废水处理。
• 传统工艺为连续生产，操作工无法预知水质水量的变化，无法及时调整絮凝剂的添加量，造成沉淀池出水水质达不到中水指标，滤料很快失效，在短短几个月后就必须更换滤料，最终导致达标排放时水处理费用非常高。这是目前市场上所有连续生产的废水处理设备的通病，除非设计更加先进的混合反应器，否则，根本无法解决。
• 传统工艺有两个沉淀池，该工艺一级沉淀池和反应池合二为一，在充分反应后即同时进入沉淀阶段。所以，传统工艺加上斜板沉降占地面积要大2倍以上。同时斜板很容易结垢，造成沉降效果大幅度降低，更换斜板很麻烦。
• 活性碳使用寿命长，可保证3年不需要更换活性炭。
• 由于传统工艺进入过滤前水质较差，所以无法保证滤料的使用寿命，因为很难超过一年，更何况多数选用的滤料不科学。
• 污泥脱水效果好。
• 传统工艺由于无法控制絮凝剂的加入量，容易堵塞滤网，造成静压过滤无法滤干，压滤时滤布经常损坏。
• 净化后的清水全部用于生产，实现零污水排放。
• 传统工艺由于净化后水质差且不稳定，没有全部回用的可能。
• 系统重要工艺控制点明确，且控制准确。控制点为pH计在线检测及加药自动控制，电导仪检测出水指标，通过观测桶观察絮凝情况调节絮凝剂添加量，压力表压差可判断是否需要反冲洗，流量计可调节出水水质。
• 传统工艺由于污水混合不均匀以及水质变化较大，无法准确检测pH值，絮凝剂加量无法调整。

处理后水的流向

经过处理后的净化水，完全达到回用标准，也可用于浇灌、直接排入地表，或排入市政污水管网。

处理后固形物流向

固形物主要是金属的氢氧化物、磷酸盐、有机物等，该废弃物无毒害，但会滋生微生物，可集中送至电厂、水泥厂、锅炉房等焚烧，进行无害化处理。

废水处理运行所需药品及运行成本估算分析

所需药品：成核剂，中和剂，絮凝剂。

运行费用主要包括药液、能耗、设备折旧、易损件、人工等，

以下成本计算不含污泥转运费、设备折旧、易损件及人工费。

按总装容量为10kw/h，每日处理15吨计；

药液（浓液处理时除外）：

中和剂及助剂每吨废水约为3.0-5.0kg，絮凝剂消耗 0.1-0.3kg，滤料损失0.05-0.1kg。

合计每吨废水处理总费用约为：5-8元。

本文原文来自bjesam.com