1 前言
近年來，隨著我國(guó)大規(guī)?；ㄍ顿Y和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，中國(guó)鋁型材行業(yè)發(fā)展迅速。鋁型材企業(yè)在提供美觀大方、持久耐用的鋁合金幕墻及門窗型材的同時(shí)，也帶來了不少環(huán)保問題。其中就包括表面處理廢水對(duì)環(huán)境的污染。國(guó)內(nèi)鋁型材的表面處理過程中的廢水主要包括酸水洗廢水、堿水洗廢水、噴涂生產(chǎn)廢水等多種廢水。
目前，大部分鋁型材企業(yè)表面處理排放廢水都是經(jīng)過普遍的中和沉淀處理后直接排放，雖然水質(zhì)符合GB 21900-2008[1]的要求，但對(duì)環(huán)境仍會(huì)造成污染，而且浪費(fèi)水資源。這就需要尋找一種更好的方法來解決。而中水回用技術(shù)則是一種很好的方法可以有效的解決這些問題。下面將詳細(xì)介紹一下該技術(shù)。
2 中水回用技術(shù)
所謂“中水”[2]是指可重復(fù)利用的“再生水”，其水質(zhì)介于新鮮水與污水之間；是污水經(jīng)處理后達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水。
中和沉淀處理方法：各表面處理生產(chǎn)工序排出的廢水先經(jīng)過一個(gè)中和調(diào)節(jié)池中和，同時(shí)，不斷的鼓入空氣使中和完全。當(dāng)中和的廢水符合排放要求后，進(jìn)入沉淀池，使沉淀和清水分離。最后將水排出。
與一般的廢水處理方法相比，中水回用是將沉淀后的清水進(jìn)行再處理，回收并用于鋁型材表面處理用水。廢水回收率能夠達(dá)到80％以上，為企業(yè)乃至社會(huì)節(jié)約資源。
某鋁型材加工企業(yè)水質(zhì)情況如表1所示，采用中和沉淀處理后的水質(zhì)見表2，經(jīng)過中水回用處理的廢水可以達(dá)到GB5749-2006[3]的要求。主要的水質(zhì)指標(biāo)如表3所示。對(duì)比表2和表3可以看出，污染物顯著降低，水質(zhì)明顯提高。下面將對(duì)中水回用中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明，中水回用的具體步驟如圖1所示。
回用水的水源，經(jīng)過砂濾和碳濾后，進(jìn)入超濾，超濾后的水進(jìn)入中間水池，在高壓泵的作用下進(jìn)入反滲透，反滲透的產(chǎn)水就是回用的成品水。
表1 某企業(yè)廢水水質(zhì)情況
表2 某企業(yè)排放口水質(zhì)（中和沉淀處理）
表3 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006
圖1 中水回用處理步驟
砂濾和碳濾凈化的原理相同，即是利用一種或幾種過濾介質(zhì)，在一定的壓力下把濁度較高的水通過一定厚度的粒狀或非粒材料，從而有效的除去懸浮雜質(zhì)使水澄清的過程。碳濾和砂濾的作用包括：
（1）降低水濁度，進(jìn)一步去除水中的生物絮體和懸浮物，使出水更加透明；
（2）降低出水的有機(jī)物含量，同時(shí)去除一些鹽類、石灰等沉積物；
（3）除去水中尺寸較大的雜質(zhì)，為后續(xù)處理做準(zhǔn)備。
2.2 膜分離
2.2.1 常見分離膜
膜分離是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)選擇性分離的技術(shù)，半透膜膜壁布滿小孔，根據(jù)孔徑大小可以分為：微濾膜（MF）、超濾膜（UF）、納濾膜（NF）、反滲透膜（RO）等。四種常見的分離膜如表4所示：
表4 四種常見分離膜
本文介紹的中水回用工藝中主要用到超濾和反滲透。
2.2.2 超濾(UF)
超濾是一種與膜孔徑大小有關(guān)的篩選過程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)原液流過膜表面時(shí)，超濾表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中的體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而實(shí)現(xiàn)對(duì)原液凈化、分離和濃縮的目的。超濾原理如圖2所示。
圖2 超濾原理示意圖
2.2.3 反滲透（RO）
一般情況下，水分子或其它溶劑分子是從低濃度的溶液通過半透膜進(jìn)入高濃度溶液，即是滲透。而反滲透是與此過程相反，通過在濃度高的一側(cè)施加壓力，使水分子或其它溶劑分子從濃度高的一側(cè)運(yùn)動(dòng)到濃度低的一側(cè)，從圖3可以看出，反滲透膜將其他所有的離子截留，所出的水為無離子水。
反滲透系統(tǒng)是本流程中最主要的脫鹽裝置，具有極高的脫鹽能力。通過利用反滲透膜特性除去水中絕大部分可溶性鹽分、膠體、有機(jī)物及微生物。
經(jīng)過預(yù)處理后合格的原水進(jìn)入置于壓力容器內(nèi)的膜組件，水分子和極少量的小分子量有機(jī)物通過膜層，經(jīng)收集管道集中后，通往產(chǎn)水管再注入反滲透水箱，這部分水約占原水的80％。反之，不能通過的就經(jīng)由另一組收集管道集中后通往濃水排放管，排出系統(tǒng)外或排出過濾箱。
圖3 螺旋卷式反滲透膜組件
（1）反滲透膜分離過程是純物理過程，無相變、無化學(xué)反應(yīng)；
（2）經(jīng)處理后水質(zhì)好，完全符合工業(yè)用水要求，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展；
（3）膜在水處理工藝中所起的作用不僅僅是物質(zhì)分離和濃縮，它還對(duì)出水質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)，可以按照要求達(dá)到不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
3 中水回用在鋁型材行業(yè)中的應(yīng)用前景
3.1 符合環(huán)保政策
《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》中明確提出要大力推進(jìn)污水再生利用工作，同時(shí)也確定了新的水污染物總量減排目標(biāo)：?jiǎn)挝还I(yè)增加值用水量降低30％，化學(xué)需氧量排放減少8％。
目前，各大型鋁型材生產(chǎn)企業(yè)廢水均得到有效治理，污染物排放濃度可以滿足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求，依靠深度處理削減既有污染物排放量的潛力不大，
只有通過中水處理后利用，大幅度提高廢水回用率，才能實(shí)現(xiàn)“十二五”主要污染物控制目標(biāo)。另外，隨著政府對(duì)環(huán)保要求的不斷加大，該技術(shù)完全符合《中華人民共和國(guó)清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》的要求。
3.2 回用技術(shù)推廣前景大
目前鋁型材表面處理中的廢水處理方法多以中和沉淀后直接排放的方式為主，不僅造成資源浪費(fèi)，而且仍舊存在污染。本文主要是在鋁型材行業(yè)現(xiàn)有的廢水處理方法的基礎(chǔ)上，推廣一種更好的廢水處理技術(shù)——中水回用技術(shù)。該技術(shù)是通過采用超濾、反滲透等技術(shù)，使廢水回用率達(dá)到80％以上，極大的提高了水資源利用率。目前一套產(chǎn)水量為2000m3/d的中水回用設(shè)備費(fèi)用約300多萬元，建設(shè)成本很高，所以該技術(shù)的應(yīng)用還處于起步階段。但與現(xiàn)有的處理技術(shù)相比，表面處理廢水經(jīng)過中水回用處理后，工業(yè)水的回用率可以達(dá)到80％以上。從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮，該技術(shù)可以有效的節(jié)約資源，大大的降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)顯著。應(yīng)用前景十分廣闊。
