铝型材产业是佛山市传统优势制造业的重要组成部分。2017年，全国铝型材产量1950万t，广东400万t，占全国铝型材产量的20%，佛山约300万t，超全省产量的70%。数据显示，2016年佛山市为铝型材产业服务的上下游企业近万家。不断发展和完善铝型材产业链，以佛山为中心的全国铝工业产业集聚效应已非常明显。然而铝型材生产过程中需要消耗大量的水资源。据统计，年产量10万t的铝型材企业，每年清洗铝型材表面用水超过200万m3。依照《佛山市最严格水资源管理制度实施方案》的有关要求，强化取用水大户的用水总量控制和定额管理，重点抓好年用水量100万m3以上用水大户在线监管，是未来5年实现“民富市强，幸福佛山”目标的重要举措。本文在全面分析铝型材行业废水产生 >
一、废水处理存在的问题
1.1 废水产生分析
铝型材废水 >
1.1.1 煲膜废水
铝型材挤压模具使用后要放入高浓度碱液中进行煲模，将模腔内的铝反应腐蚀掉。煲模液中氢氧化钠的浓度达200-300g/L，随着反应的进行，铝离子含量不断升高，当达到60-70g/L以上、反应速度明显降低时，就必须将煲模液排掉，如图1所示。煲模废液的处理一般采取“以废治废”的方式，直接排放进废水中心，与氧化工序产生的废酸中和处理。大量钠离子进入废水中心，污染中水，彻底断绝中水回用的可能性。
1.1.2 阳极氧化生产线废水
阳极氧化型材生产工艺如图2所示。阳极氧化过程中，要经过除油、碱蚀、中和、氧化、着色、封孔等工序，每道主槽后面都配有两道水洗槽，水洗槽产生大量的废水排入到污水处理车间进行处理，每生产1t阳极氧化型材，产生15t的废水，溶铝15kg。值得注意的是，由于各个功能槽中使用大量的添加剂，阳极氧化废水中含有硫酸根、磷酸根、氟离子、亚锡离子、镍离子、硝酸根、亚硝酸根、柠檬酸根以及山梨醇、TX-10、表面活性剂、酒石酸、对苯二酚、邻苯二酚等物质。目前，大部分铝型材企业对镍进行单独收集处理，其余集中处理，这些复杂组分进入中水废水中心，使得中水回用极具困难。
1.1.3 氧化抛光及着色线废水
铝合金抛光是生产高档铝材的重要手段，各类电子产品外壳、高铁内装修、卫浴设备等，一般选用抛光铝材。氧化抛光着色型材生产工艺如图3所示。生产过程中，要经过抛光、除灰、氧化、着色、封孔等工序，每道主槽后面都配有两道水洗槽，水洗槽产生大量的废水排入到污水处理车间进行处理，据统计，每生产一吨氧化抛光着色型材，会产生15t的废水，消耗抛光液350kg(含磷酸227.5kg、硫酸105kg、硝酸17.5kg)。与阳极氧化生产线废水处理方式类似，大部分铝型材企业对镍进行单独收集处理，其余集中处理。
1.1.4 喷涂生产线废水
喷涂型材需要经过预处理才能进行喷涂，喷涂预处理有铬铬化预处理和无铬钝化预处理两种，其中有铬铬化工艺见图4所示，无铬钝化工艺见图5所示。
铬化槽化学组分为铬酐、氢氟酸、氟化氢铵、铁氰化钾、硝酸等。无铬钝化槽化学组分为氟钛酸、氟锆酸、丙烯酸、氢氟酸等。铝型材企业对铬进行单独收集处理，其余物质进入废水中心集中处理。
1.2 废水处理现状
废水中心收集的废水，含有Al3+、Na+、NH4+、Ni2+、Sn2+、Cr6+等阳离子，SO42-、F-、NO3-、NO2-、S2-、Cl-、酒石酸根、葡萄糖酸根、醋酸根等阴离子，以及有机酚、表面活性剂和丙烯酸树脂等有机物等。酸性废水、碱性废水通常是混合中和处理，目前铝型材行业废水仍然普遍采用中和调节及混凝沉淀法处理，处理流程是：酸碱废水互相中和，调节pH至中性，阳离子Al3+等形成氢氧化物沉淀。经中和沉淀的废水打入混凝槽中，加入絮凝剂PAC、PAM，絮凝后进入沉淀槽，清液达标排放或回用。然而，实际情况是，废水固液分离后，由于含有钠离子、铵离子、硫酸根、硝酸根、亚硝酸根、醋酸根、酒石酸根、硫代硫酸根、氯离子、硫离子、氟离子等，中水不可回用。
含铬废水现在的处理方法是：加入焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠等还原剂，将六价铬还原成毒性更低的三价铬，然后再加入碱、PAM进行反应沉淀，污泥脱水压滤后得到铬渣，上清液经过RO等技术处理后回用。典型处理流程如图5所示。
镍离子回收仅限于单镍盐着色槽，封孔废水中的镍离子因含量低直接排放。含镍废水的处理方式是，镍离子采用在线回收装置，然后利用沉淀法，加入氢氧化钠及PAM，调节pH，反应生成氢氧化镍沉淀，污泥脱水压滤后得到镍渣。后续流程与含铬废水一致。典型处理流程如图5。
值得注意的是，虽然部分厂家按照要求对镍离子和铬离子进行在线回收，中水回用，但是效率低、而且产生的浓水仍然无法处理，效果同样不尽理想。同时，相对于铝型材表面处理整个工艺而言，铬化槽封孔槽用水量占比小，只回用该部分中水，并不能解决铝型材企业中水回用率低的问题。
二、废水回用存在的问题
2.1 挤压煲模液及氧化前处理碱蚀液回收
挤压煲模液含有大量的氢氧化钠及铝离子，煲模液回收方面有不少的研究报道，例如意大利的Crystalfix碱回收系统，但因流程复杂、综合效益不高，实际应用的不多。铝型材企业处理煲模废液的通行做法是中和氧化工序产生的废酸，企业不但没有回收利用煲模液中的钠离子、铝离子等资源，反而增加了成本，钠离子污染中水，限制了中水回用。
氧化前处理碱蚀液的回收一般采用晶析法，回收氢氧化铝，回用氢氧化钠。但氢氧化铝粒度较细、经济价值低。此外，晶析法将铝离子保持在较低浓度(小于30g/L)，易造成型材粗晶、粗砂、过腐蚀等缺陷，且铝耗太高。晶析法对设备运行及工艺要求较高，管理不好就会沉淀结垢，此时只能停产人工清理，耗时耗力。有少量厂家投用了在线碱回收装置，因回收效果不佳、成本高，大多已弃之不用。加入了缓蚀剂、络合剂的碱蚀槽液不适用碱回收装置，也限制了该技术的应用。
2.2 氧化液铝离子和硫酸回收
铝合金阳极氧化液中的铝离子，直接影响槽液的导电性能和膜层质量，最佳控制浓度应在3~10kg/L范围之间。铝离子随着生产量的增加不断积累升高，膜层质量变差、电耗升高，但考虑到药剂成本和环保压力，企业实际生产中铝离子浓度一般控制在15~20g/L区间。达到上限后，必须降低铝离子含量。降低铝离子的通常做法是排掉一半槽液，补充硫酸后继续生产。此法简单，但存在以下不足：一是损失了硫酸，浪费了铝离子，硫酸消耗达到60kg/t以上，二是处理废酸增加了相当大的成本，三是巨量废渣造成环境危害。
采用扩散渗析原理的硫酸回收机曾是被广泛使用的控制铝离子的有效手段。硫酸回收机是铝离子的稳定装置，采用扩散渗析离子交换膜达到回收硫酸、除去铝离子的目的。在实际运行中，存在回收效果差、能耗高、效率低、渣量没有减少等不足。鉴于这些问题，大部分铝型材企业，已逐步停用该装置，恢复了倒一半氧化槽液的传统方法。
2.3 抛光液的回收处理
采用抛光后不流动水洗槽截留抛光液、进行蒸发回用曾是被广泛使用的节酸手段。但是，截留三酸蒸发过程产生大量烟雾，污染环境，处理成本巨大，三酸蒸发过程能耗巨大，成本高，蒸发容器腐蚀过快，每两年需要更换一次，投入大。三酸回收实际运行中，存在污染大、能耗高、效率低、成本大等不足。鉴于这些问题，大部分铝型材企业，已逐步停用三酸回收，恢复了直接排放进废水中心的传统方法。这种方式危害巨大，一是损失了三酸，浪费了金属铝，二是处理废酸增加了相当大的成本，三是巨量废渣造成环境危害。
综上所述，目前铝型材企业废水治理与回用方面存在如下的问题：
(1)大部分企业只对含镍含铬废水进行在线处理回用，而对一般综合废水只是达标排放，废水整体回用率偏低，
(2)生产过程中，各种添加剂的大量使用，导致废水成分复杂，增加了废水回用的难度，
(3)目前理论上的一些中水回用的技术和方案存在能耗高、成本高、管理难、效率低等问题，在实际运行过程中逐渐被铝型材企业弃用，而转用传统的方法处理。
三、建议
3.1 采用清洁工艺，源头削减
鼓励企业淘汰用水量大的落后工序，从源头控制废水的产生量，实现过程可控，
3.2 严控添加剂的使用
对于目前技术上不能停止使用的添加剂，采取分类回收新技术，转化成可利用的化工原料，减少进入综合废水中的物质的种类和数量。恪守少用药、少用水、少排渣的环保理念。
3.3 分类收集处理
企业采用废水在线分类收集、科学转化新技术，按药剂兼容、反向串联清洗、多种工序组合回收、缩短转化工艺流程、节约场地和设备投资的技术要求，对槽位布置、废水收集处理系统进行整体规划和集成设计。( >
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