工艺布局中的减排措施和废水回用
工艺布局中的减排措施和废水回用
周鼎华
(无锡法福表面处理技术有限公司，江苏无锡 214145)
摘要：QPQ工艺产生的废水为碱性，铝合金阳极氧化工艺产生的废水是酸性。在工艺布局中将两者结合，可以使废水酸碱中和达到减少排放的效果。采用中和、混凝、沉淀和斜管分离的工艺流程，对废水进行深度处理后大部分回用于生产。
0前言
温总理强调，一定要从全局和战略的高度，充分认识加强节能减排和应对气候变化工作的极端重要性和紧迫性，增强历史责任感和使命感，下更大的决心、用更大的气力、采取更有力的措施，切实把这方面工作抓紧做好。当前，我国能源消耗高、环境污染重的问题突出，实现“十一五”规划提出的节能降耗和污染减排目标困难很多，面临的形势十分严峻。2006年，我们国家GDP的总量只占世界GDP总量的5.5％，但是我们消耗的能源占了全世界的15％，我们消耗的钢材占了30%，消耗的水泥占了54％，这几个数字可以说明，我国资源消耗高这个状况确实是非常严重，经济增长的方式非常粗放。有些地方接连出现严重污染事件给我们敲响了警钟。对此，我们要有强烈的危机感和紧迫感。要充分认识做好节能减排和应对气候变化工作是贯彻落实科学发展观的要求，是建设资源节约型和环境友好型社会的任务，是关系经济社会可持续发展全局的课题，是中国对国际社会应该承担的责任。我们热处理行业的节能减排任务同样艰巨。我们公司有两个主要工艺：QPQ工艺和铝合金阳极氧化工艺。下面就本公司的一些做法，谈谈工艺布局中的减排措施和废水回用技术，意在抛砖引玉。
1 QPQ工艺的环保措施
QPQ工艺是一种先进的表面处理工艺，它比其它渗氮工艺具有如下优越性：
(1)无公害。整个过程几乎无污染，在世界上被认为 "Environmental Friendly Process" or "Environmental Acceptable Process"（“与环境友好的工艺”或“环境可接受的工艺”）
(2)与其它表面处理工艺相比，它所处理的产品具有更高的抗疲劳强度，耐磨性和表面硬度。
(3)与气体渗氮相比，变形极小，可以满足高精度要求的零部件要求。
(4)与其他渗氮表面处理相比，它所处理的产品具有更好的工作表面质量，色泽更加漂亮。
(5)经此处理后所形成的化合层完全由
氮化物组成，具有很高的表面硬度和耐磨性。
(6)渗氮层厚度可进行调节，并在工作表面产生一定的多孔层增加抗咬合性和减少磨合时间。
(7)渗氮层均匀性极高，可处理粉末冶金制品，均匀性极佳。
工艺过程为：装卡→清洗去油→预热→渗氮→氧化→抛光→氧化→清洗→干燥→浸油。
工艺过程中会有废水、废气、废渣产生。对此，我们采取如下措施：
1. 1废水处理
根据国家强制性标准CN-的允许排放浓度为 0.5mg／L污水中如果浓度超标，可采用如下两种方法处理。零件经氧化盐处理后废水中无CN - 可直接排放。
1. 1. 1方法一
用含有次氯酸纳(NaOCl)的制碱液消除氰根，每6.7 g NaOCl可消除1 g CN-。若NaOH的废液中含有5％NaOCl则NaOCl量为58.7 g/L应可消除8.76 g CN-。为便于记忆和做到安全可靠，可按每10 g NaOCl消除1 g CN-计算废液用量。如果按有效氯离子浓度标准计算。当氯离子浓度为3％时，废液含NaOCl为74 g／L其余类推。
1. 1. 2方法二
用硫酸亚铁及漂白粉消除氰根，每消除1 g CN-应加10 g FeSO4 3 g Ca(OCl)2 4H2O（工业用漂白粉）。例如1t清洗水清洗1t工件后，CN-不大于40 g/L加400 g FeSO4。120 g Ca(OCl)2 4H2O,搅拌3~5 min静置5～10min即可排放。
1. 2废气处理
氮碳共渗工艺的废气主要是补加再生盐时有几分钟时间的化学反应，产生的废气主要是氨气，需要高空(比建筑屋高于10 m)排放。正常处理工件时气味甚微，不会污染环境。氧化盐气体主要含碱性物质，气味无毒但有刺激，也需要抽风排放。我们全部采用水帘抽风的方法进行处理，废水进入集水池。
1. 3废渣处理
盐浴中仅含微量氰盐，渣中的CN -则更少，氧化盐主要含碱性物，其渣无毒，故无废盐除毒处理之烦恼。废渣可交三废处理公司处理。
2铝合金阳极氧化工艺的环保措施
我们知道，QPQ工艺的废水常常是碱性的，排放时要加酸中和。因此，我公司又上了铝合金阳极氧化工艺。主要是硫酸阳极氧化。
硫酸阳极氧化有以下特点：
(1)生产成本低。成分简单，操作维护简便，一般只需将硫酸稀释到一定的浓度即可，无需添加其他化学药品，推荐使用化学纯硫酸，也可采用杂质较少的工业级硫酸，所以成本特别低。
(2)膜的透明度高。纯铝的硫酸阳极氧化膜是无色透明的。对于铝合金，随着合金元素Si、 Fe、Cu、Mn的增加，透明度会下降，但Mg对透明度无影响。最适合于抛光后的光亮阳极氧化处理。
(3)着色性高，硫酸氧化膜透明，多孔层吸附性强，易于染色和着色，着色鲜艳不易褪色，有很强的装饰作用。
2. 1废水处理
硫酸阳极氧化过程所排放的水主要是酸性废水，这就正好用来中和QPQ工艺的碱性废水。我们在工艺布局中正是考虑到这点，从而达到减排的效果。
2. 2废气处理
硫酸阳极氧化的前处理工序有化学抛光。它的最大的缺点是会产生NOx有毒气体，黄色的NOx气体是强烈的致癌物质，是化学抛光车间难以挥去的“黄龙”。人们采用了许多办法来解决这一技术难题，日本的Tajina采用“笼形”化合物吸收有毒气体，得到无黄烟化学抛光新工艺；德国对于纯度达99.99%的铝件，采用16％(体积分数)的氟化氢铵，13%（体积分数）硝酸，25 g/L的糊精，操作温度较低，析出气体很少。Kaiser铝和化学品公司发明了类似的工艺（体积分数）：2.5％硝酸，0.6％氟化氢铵，0.6％铬酸，0.6％甘油，0.05％硝酸铜。也有在磷酸-硫酸配方中加有机硫化物替代硝酸，得到无黄烟抛光工艺。我们仍然采用水帘抽风的方法进行处理，酸性废水进入集水池。
3废水回用
我公司地处太湖流域，上级要求废水处理要提高减排标准，以保证太湖水质。为此，我们投资了数十万元对现有污水处理站进行改造，使处理后废水循环回用于生产。我们采用中和混凝沉淀，斜管分离的工艺流程，对废水进行深度处理后大部分回用于生产。
3. 1工艺流程图
3. 2工艺流程说明
集水曝气池：生产废水通过明沟汇入集水池。在池内通入空气曝气，同时加入石灰乳进行反应，使PH达到10左右。集水曝气池设有两座，交替使用。反应后的废水由泵提升至斜管沉淀池，在泵前加入PAM进行混凝反应。
斜管沉淀塔：经加入PAM混凝反应后的废水由泵提升到斜管沉淀塔，进行固液分离。分离后，上层清液进入中间水池。沉淀池定时排污泥进污泥池。中间水池：在中间水池中将废水的PH回调到7~8，再由泵送到机械过滤罐深度处理。
机械过滤罐：利用石英砂作为过滤滤料，进一步去除水中的悬浮物，使出水澄清。过滤罐定期反冲，反冲废水汇流至集水池。
精密过滤罐：去除机械过滤罐无法去除的细小纤维、微小颗粒物等，使废水达到回用生产的要求。
清水池：作为达标出水的收集池，而后通入车间使用。
污泥池：斜管沉淀塔排出的污泥，经污泥池浓缩后，上层清液溢入集水池，污泥池中加入适量的Ca(OH)2和助凝剂凝聚，同时通入空气搅拌。污泥由螺杆泵送入板框压滤机进行压滤处理，干泥外运集中处理，滤液回流入集水池。
石灰池：废水处理所需的石灰乳由安装在池边的泵送入反应区域。
通过一段时间的运行，废水的回用率达80％以上，起到了比较好的效果。
