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鋁是十分活潑的金屬，為避免外表氧化或受四周環(huán)境影響而形成缺陷，鋁型材在運(yùn)用前需實(shí)行外表處置。經(jīng)過處置可在鋁型材外表構(gòu)成維護(hù)膜，該維護(hù)膜起到美觀、耐腐蝕、進(jìn)步機(jī)械強(qiáng)度和延長運(yùn)用壽命的作用。鋁型材外表的處置需求耗費(fèi)大量的水，通常每噸鋁型材的外表處置要耗費(fèi)50~80 t水。鋁型材外表處置產(chǎn)生的廢水主要為酸堿廢水，其中含有大量的Al3+、SO42-及少量的Ni2+、Sn2+、Cr3+、F-等，對該廢水通常采用酸堿中和的辦法實(shí)行處置。該廢水通常呈酸性，須加堿中和，在中和過程中Al3+、Ni2+、Sn2+、Cr3+等構(gòu)成氫氧化物在吸附和沉淀過程中被去除；而SO42-和F-等陰離子在混凝過程中與Ca2+、Fe2+等陽離子生成沉淀，被局部去除。鋁型材外表處置的主要耗水環(huán)節(jié)為脫脂、堿蝕、中和、氧化等工序的后水洗環(huán)節(jié)，上述環(huán)節(jié)對用水的水質(zhì)請求不是太高，除脫脂、中和、氧化的后水洗用水pH 需大于2，堿蝕的后水洗用水pH 需小于12 外，濁度低于50 NTU，Al3+、SO42-分別低于500、2 000 mg/L 即可滿足請求。由此，筆者應(yīng)用混凝+微濾膜分離組合工藝處置鋁型材外表處置廢水以到達(dá)回用的目的。

本研討首先經(jīng)過混凝沉淀實(shí)驗(yàn)肯定了組合工藝的最佳混凝劑、助凝劑及其投加量，然后調(diào)查了微濾膜操作要素對膜過濾性能的影響以及組合工藝的整體運(yùn)轉(zhuǎn)效果，并實(shí)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)剖析。該組合工藝能夠完成節(jié)約用水、減少污染的目的，具有社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)多重效益。

1 實(shí)驗(yàn)資料與過程

1.1 實(shí)驗(yàn)用水

實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備直接安放在廣東省佛山市某鋁型材廠鋁型材外表處置制造線綜合廢水調(diào)理池的旁邊（該廠除含鉻、鎳等一類污染物的廢水單獨(dú)處置后進(jìn)入調(diào)理池外，其他廢水直接進(jìn)入調(diào)理池），所用廢水直接取自綜合廢水調(diào)理池，其水質(zhì)：Al3+ 500~600 mg/L，SO42- 2 000~3 000 mg/L，濁度300~500 NTU，pH 3~5。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 

實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖 1 所示。

混凝池、斜管沉淀池和過濾池的有效容積分別為30、50、80 L，微濾膜采用日本三菱公司制造的聚乙烯中空纖維膜，膜孔徑0.1 μm，膜絲內(nèi)徑0.27 mm，外徑0.42 mm，膜面積2.0 m2。膜組件直接放置在過濾池中，其下方設(shè)置空氣曝氣管，起沖刷膜組件的作用。膜組件出水管兩端設(shè)置電磁閥，以時間控制器控制系統(tǒng)的出水與反曝氣。

1.3 實(shí)驗(yàn)辦法

1.3.1 混凝劑挑選實(shí)驗(yàn)

為了選定適宜的混凝劑及助凝劑，在探究階段經(jīng)過序批式實(shí)驗(yàn)對各種常用混凝劑的混凝效果實(shí)行了比擬。依據(jù)鋁型材外表處置廢水的特性及后續(xù)廢水處置計(jì)劃的需求，實(shí)驗(yàn)當(dāng)選用濁度，Al3+、SO42-去除率及絮凝體的沉降性能作為權(quán)衡指標(biāo)，以尋求最佳混凝劑及投加量。

取若干只1 000 mL 燒杯，各參加500 mL 綜合調(diào)理池廢水（水溫和室溫均在28 ℃左右），參加計(jì)量的混凝劑，參加NaOH 粉末將pH 調(diào)至8.0，然后分別向各燒杯中參加計(jì)量的助凝劑PAM；置于六聯(lián)攪拌器上先以360 r/min 攪拌1 min，然后以150 r/min攪拌2 min； 靜置30 min 后取上清液測試絮凝沉淀效果。

1.3.2 混凝+微濾膜分離聯(lián)合實(shí)驗(yàn)

混凝劑與助凝劑溶液分別經(jīng)過計(jì)量閥進(jìn)入進(jìn)水泵的吸水管路，與原水經(jīng)過葉輪快速混合后進(jìn)入混凝池；經(jīng)慢速混合后進(jìn)入斜管沉淀池；泥水分離后的上清液進(jìn)入過濾池，在抽吸泵抽吸作用下經(jīng)膜過濾取得過濾出水。進(jìn)氣閥和出水閥在時間控制器的控制下交替工作。依據(jù)混凝系統(tǒng)出水中懸浮物含量，每6 ~8 個周期掃除過濾池底部沉泥1 次。

2 結(jié)果與討論

2.1 混凝沉淀實(shí)驗(yàn)

本研討選用了FeCl2、FeCl3、Fe2（SO4）3、AlCl3、Ca（OH）2 5 種混凝劑，為了增加絮體的密實(shí)水平，選用PAM 作為助凝劑?；炷齽┩都淤|(zhì)量濃度分別為100、150、200、250 mg/L； 助凝劑投加質(zhì)量濃度分別為2、4、6、8 mg/L。經(jīng)過比照實(shí)驗(yàn)得出各種混凝劑/助凝劑的最佳投加量及絮凝效果，結(jié)果如表 1 所示。

由表 1 能夠看出，Ca（OH）2 /PAM 的混凝效果明顯優(yōu)于其他幾種混凝劑。當(dāng)Ca（OH）2投加質(zhì)量濃度為200 mg/L、PAM 投加質(zhì)量濃度為4 mg/L 時，混凝沉淀后出水濁度達(dá)50 NTU，出水Al3+、SO42-分別低于18、1500 mg/L，標(biāo)明采用單一混凝沉淀處置鋁型材外表處置綜合廢水，勉強(qiáng)可以到達(dá)脫脂、堿蝕、中和、氧化等工序?qū)τ盟乃|(zhì)請求，但混凝劑投加量大，且出水水質(zhì)不夠穩(wěn)定。

單一混凝沉淀處置是經(jīng)過投加足量的混凝劑和助凝劑以使水中懸浮膠體微粒構(gòu)成沉降性能良好的絮體得以去除。采用混凝+微濾膜分離組合工藝，由于微濾膜分離技術(shù)能夠到達(dá)0.1 μm 數(shù)量級的固液分離程度，投加的混凝劑和助凝劑僅使膠體顆粒經(jīng)過緊縮雙電層脫穩(wěn)即可，無需構(gòu)成依托重力沉降的顆粒尺寸，這不只能夠降低混凝劑和助凝劑的用量，而且較單一混凝沉淀增加了可去除的污染物范圍。實(shí)驗(yàn)在Ca（OH）2投加量（200 mg/L）不變，但助凝劑PAM 只投加一半劑量（2 mg/L）條件下調(diào)查混凝+微濾膜分離組合工藝對鋁型材加工廢水的處置效果。

2.2 微濾膜周期反曝氣對膜過濾性能的影響

本研討采用均勻膜通量作為膜過濾性能的評價(jià)指標(biāo)。為減少膜污染的水平，堅(jiān)持膜過濾性能的穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)采用周期反曝氣運(yùn)轉(zhuǎn)方式以吹脫堆積在膜外表的泥餅層，反曝氣的壓力為0.15 MPa，每次反曝氣時間為3 min。不同運(yùn)轉(zhuǎn)周期條件下膜過濾性能的變化結(jié)果標(biāo)明，膜周期反曝氣可較大水平地吹脫堆積在膜外表的泥餅層，減小膜污染，恢復(fù)膜通量，有效地維持了膜過濾性能的穩(wěn)定；采用過濾30 min，反曝氣3 min 的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，周期產(chǎn)水量可穩(wěn)定在40L/（m2·h）左右。

2.3 混凝+微濾膜分離組合工藝的運(yùn)轉(zhuǎn)性能

以Ca（OH）2和PAM 作為混凝劑和助凝劑，投加質(zhì)量濃度分別為200、2 mg/L，以30 min 過濾、3 min反曝氣的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，在均勻膜通量控制在40 L/（m2·h）的條件下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)2 周?；炷?/font>+微濾膜分離組合工藝對鋁型材外表處置綜合廢水的處置效果如圖 2 和圖 3 所示。