申请日2009.12.31
公开(公告)日2011.04.06
IPC分类号C02F9/04; C02F103/16; C02F1/44
摘要
本实用新型涉及一种废水回收率高的铝氧化漂洗废水的处理及回用设备。在该设备中，调节容器连通铝氧化的漂洗槽，用来调节铝氧化漂洗废水pH值，至2-4之间。预处理装置连通该调节容器，对调节后的废水进行预处理以去除包含悬浮物、微生物、有机物的杂质，使水质满足进入反渗透膜的要求。第一反渗透装置具有入口、产水出口和浓水出口，第一反渗透装置的入口连通预处理装置，第一反渗透装置的产水出口连通漂洗槽以回用漂洗水。纳滤装置具有入口、产水出口和浓水出口，纳滤装置的入口连接到该浓水出口，纳滤装置的产水出口连通调节容器以回流产水，纳滤装置的浓水出口连通到铝合金生产过程中特定工艺的废水槽中，以将纳滤装置的浓水作为水处理助剂使用。
权利要求书
1.一种铝氧化漂洗废水的处理及回用设备，包括：
调节容器，连通铝氧化的漂洗槽，在该调节容器中调节铝氧化漂洗废水至预定pH值，其中该预定pH值在2-4之间;
预处理装置，连通该调节容器，对调节后的废水进行预处理以去除包含悬浮物、微生物、有机物的杂质，使水质满足进入反渗透膜的要求;
第一反渗透装置，具有入口、产水出口和浓水出口，第一反渗透装置的入口连通预处理装置，第一反渗透装置的产水出口连通漂洗槽以回用漂洗水;
纳滤装置，具有入口、产水出口和浓水出口，纳滤装置的入口连接到第一反渗透装置的浓水出口，纳滤装置的产水出口连通调节容器以回流产水，纳滤装置的浓水出口连通到铝合金生产过程中氧化工艺的封孔工艺、或者化学抛光和电化学抛光工艺的废水槽中，以将纳滤装置的浓水作为水处理助剂使用。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：
第二反渗透装置，具有入口、产水出口和浓水出口，第二反渗透装置的入口连通第一反渗透装置的产水出口，第二反渗透装置的产水出口输出纯水，第二反渗透装置的浓水出口连通调节水箱，在第二反渗透装置中将第一反渗透装置的产水制成纯水。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述调节容器中设有pH在线仪表和自动加碱装置，以在该调节容器中调节废水的pH值。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述预处理装置依次包括：石英砂过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器。
说明书
铝氧化漂洗废水的处理及回用设备
技术领域
本实用新型涉及一种工业废水的处理和回用技术，尤其是涉及铝材阳极氧化处理中产生的漂洗废水的处理及回用设备。
背景技术
为克服铝合金表面性能方面的缺点，扩大应用范围，延长使用寿命，必须对其进行表面处理。阳极氧化技术是铝合金表面处理技术中应用最广泛和最成功的技术，它通过电化学的方法，使铝材获得较厚的人工氧化膜，从而提高铝制品的耐蚀性、耐磨性。
铝阳极氧化处理后的铝材必须经过多级漂洗，耗水量极大。据估计，每处理一吨铝材，需要消耗数十吨漂洗水。若漂洗后的废水不能进行有效的处理和回收使用，将造成严重的环境污染和资源的浪费。
铝氧化漂洗废水中酸度较高，并含有大量的铝离子和其他一些杂质。当前最常用的处理方法是对该废水进行加碱中和，调节其pH值达到中性，令废水中的铝离子形成氢氧化物沉淀，再通过沉淀和过滤的方式除去。例如文献：“铝合金生产污水处理零排放的研究”(许旋、罗一帆，电镀与涂饰，2001，20(3)：31-34)提出采用石灰中和后，通过混凝沉淀、离子交换的方式实现废水回用。
但是采用上述方法处理铝氧化漂洗废水，存在以下弊端：
1、铝是两性金属，pH控制不当容易造成铝的沉淀不彻底或反溶，难以达到排放标准。
2、对低pH的漂洗废水进行中和，耗碱量大。
3、产生大量沉淀，沉降困难，脱水难，无法处置。
4、出水水质较差，无法实现回用。
5、为实现废水的回用，需要在中和沉淀处理的基础上再增加离子交换、膜处理等手段，工艺路线长，投资和占地面积大，洗脱液或浓水需要再次进行处理。
有研究者采用反渗透法处理并回收铝氧化漂洗废水，例如国家海洋局杭州水处理技术开发中心，在文献“反渗透技术在铝氧化废水处理和回用中的应用”(吴遵义等，水处理技术，2007，33(4)：69-71)中提到，某企业铝氧化废水先用抗污染膜浓缩4倍，再用海水淡化膜浓缩5倍，再经过蒸发浓缩后成为固体填埋，反渗透的产水实现回用。采用全反渗透法处理回收铝氧化漂洗废水，为了实现较高的回收率，必须设置多段处理。废水在经过第一段浓缩后，其浓水浓度提高3-4倍，进行第二段浓缩时，需要采用昂贵的海水淡化膜，并提供极高的压力，能耗大，设备投资大，运行成本高，经济性很成问题。
纳滤技术作为对低压反渗透技术的发展，能够有效地去除二价及以上的离子。纳滤膜的运行压力一般只有常规反渗透膜的15%，用纳滤技术代替反渗透处理废水，能大大降低能耗，节省运行费用。所以纳滤技术广泛应用于苦咸水软化、化工产品浓缩等领域。但是纳滤技术对一价离子，如Na+的脱除率很低，所以，单独采用纳滤处理，很难保证出水满足铝氧化生产回用要求。
当前对于采用反渗透和纳滤联用的技术处理废水也有不少研究。目前尚未有采用反渗透/纳滤联用技术涉及对铝氧化漂洗废水的处理的公开。当前的反渗透/纳滤联用技术都是以提高产水水质为目的，将废水先经过纳滤一级处理，去除绝大部分杂质后，其产水再用反渗透进行二级处理制成纯水。这种技术运行稳定，处理效果好，但是产生的浓水水量相对较大，废水回用率较低。若要增大回收率，需要对纳滤和反渗透浓水进行回流，提高了原水中污染物的浓度，增加了处理的难度和膜污染的风险。
无论废水处理的回收率如何提高，还是会有一定规模的浓水，该浓水含盐量很高，无法有效利用。针对生产废水资源化回收所产生的浓水，目前一般采取简单处理后排放的方式进行，容易造成二次污染。尽管蒸发浓缩或膜蒸馏技术可以得到高浓度的溶质，但能耗高，只有当溶质的价值很高时才有经济性，而这并不适用铝氧化漂洗废水的回用。
因此对于铝氧化漂洗废水，期望有一种有针对性的处理和回用设备，在回收效率、能耗、浓水处理方面均有较优的效果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种废水回收率高且能实现浓水回用的铝阳极氧化漂洗废水的处理及回用设备。
本实用新型提出一种铝氧化漂洗废水的处理及回用设备，包括：
调节容器，连通铝氧化的漂洗槽，在该调节容器中调节铝氧化漂洗废水至预定pH值，其中该预定pH值在2-4之间;
预处理装置，连通该调节容器，对调节后的废水进行预处理以去除包含悬浮物、微生物、有机物的杂质，使水质满足进入反渗透膜的要求;
第一反渗透装置，具有入口、产水出口和浓水出口，第一反渗透装置的入口连通预处理装置，第一反渗透装置的产水出口连通漂洗槽以回用漂洗水;以及
纳滤装置，具有入口、产水出口和浓水出口，纳滤装置的入口连接到第一反渗透装置的浓水出口，纳滤装置的产水出口连通调节容器以回流产水，纳滤装置的浓水出口连通到铝合金生产过程中特定工艺的废水槽中，以将纳滤装置的浓水作为水处理助剂使用。
在本实用新型一实施例中，上述的设备还可包括：第二反渗透装置，具有入口、产水出口和浓水出口，第二反渗透装置的入口连通第一反渗透装置的产水出口，第二反渗透装置的产水出口输出纯水，第二反渗透装置的浓水出口连通调节水箱，在第二反渗透装置中将第一反渗透装置的产水制成纯水。
在本实用新型一实施例中，上述调节容器中设有pH在线仪表和自动加碱装置，以在该调节容器中调节废水的pH值。
在本实用新型一实施例中，上述预处理装置依次包括：石英砂过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器。
在本实用新型一实施例中，上述特定工艺包括：铝合金阳极氧化工艺的封孔工艺，其中纳滤装置的浓水作为混凝剂使用;以及/或者铝合金生产过程中的化学抛光和电化学抛光工艺，其中纳滤装置的浓水用于除去含磷废水中的磷。
本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，将反渗透技术同纳滤技术相结合，利用纳滤技术处理一级反渗透浓水，并使纳滤产水回流，显著提高膜处理系统的回收率，并减少反渗透进水的污染物浓度，减轻系统负担;同时纳滤所需的压力较低，可以显著降低能耗和运行成本。并且，高度浓缩后的纳滤浓水，作为水处理助剂使用，可处理铝合金生产工艺中的高浊废水、封孔含氟废水，以及含磷废水等，实现变废为宝。