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铝型材表面处理是保障其耐腐蚀性、美观度的关键工序，主要包括前处理、阳极氧化、着色、封孔四大环节，不同环节产生的废水成分差异显著，共同构成了成分复杂、污染物种类多的铝型材表面处理废水体系。
前处理是去除铝型材表面油污、氧化膜的基础工序，涵盖脱脂、酸洗、碱洗等步骤，产生的废水污染物浓度较高。
脱脂废水：源于铝型材表面油脂清洗，主要含矿物油、动植物油及表面活性剂（如十二烷基苯磺酸钠）。废水 COD（化学需氧量）通常为 500-1500mg/L，pH 值呈中性或弱碱性（7-9），且存在乳化态油脂，若不预处理，易导致后续处理单元曝气设备堵塞、生物活性降低。
酸洗废水：多采用硫酸、盐酸或硝酸去除表面氧化膜，废水中含大量 H⁺、Cl⁻、SO₄²⁻，同时伴随铝离子（Al³⁺）溶出，pH 值极低（1-2），酸性极强。若直接排放，会腐蚀管道与处理设备，还可能与土壤中的碳酸盐反应释放 CO₂，破坏生态环境。
碱洗废水：使用氢氧化钠去除顽固氧化膜，废水呈强碱性（pH=12-14），含高浓度 OH⁻、AlO₂⁻（偏铝酸根），且可能残留少量未反应的 NaOH，与其他酸性废水混合时易产生大量热量，需控制混合比例避免设备损坏。
阳极氧化是通过电解使铝型材表面形成氧化膜的核心工序，常用硫酸作为电解液，产生的废水污染物以无机离子为主。废水中 Al³⁺浓度为 50-200mg/L，SO₄²⁻浓度可达 1000-3000mg/L，pH 值为 2-3，呈酸性。若不处理，Al³⁺在自然水体中易水解生成氢氧化铝沉淀，导致水体浑浊，影响水生生物光合作用。
着色工序通过有机染料（如偶氮类染料）或无机颜料（如铬酸盐）赋予铝型材特定颜色，封孔则用镍盐、氟化物等封堵氧化膜孔隙，两类废水分别含特征污染物：
着色废水：含染料分子、助色剂（如盐类），COD 为 300-800mg/L，且部分染料具有生物毒性，常规生化处理难以降解，若直接排放会导致水体着色，破坏水生生态平衡。
封孔废水：含 Ni²⁺（5-30mg/L）、F⁻（10-50mg/L）等重金属及氟化物，Ni²⁺对人体肝脏、肾脏具有毒性，F⁻过量会导致土壤氟污染，进而影响农作物生长。
针对铝型材表面处理废水 “成分杂、酸性强、含重金属与难降解有机物” 的特点，需采用 “预处理 - 主体处理 - 深度处理” 的阶梯式工艺，结合物理、化学、生物等多技术协同处理，实现污染物高效去除。
预处理的核心目标是去除废水中的浮油、大颗粒悬浮物及部分特征污染物，调节水质水量，为后续主体处理创造条件，主要包括隔油、调节、破乳等技术。
隔油处理：针对脱脂废水中的浮油，采用平流式隔油池或斜板隔油池。废水进入隔油池后，流速减缓（控制在 0.005-0.01m/s），利用油与水的密度差（油密度 0.8-0.9g/cm³，水密度 1g/cm³），使浮油自然上浮至水面，通过刮油机收集回收，可去除 80% 以上的浮油，降低后续处理单元的有机负荷。
水质调节：设置调节池，将不同环节的废水（如酸性酸洗废水、碱性碱洗废水）混合，通过搅拌装置（如机械搅拌、曝气搅拌）实现水质均化。同时，投加酸碱调节剂（如 NaOH、H₂SO₄），将废水 pH 值调节至 6-9，避免酸碱冲击对后续物化、生化单元的影响。此外，调节池还可缓存废水，平衡水量波动（如生产高峰期与低谷期的水量差异），保障处理系统连续稳定运行。
破乳处理：针对脱脂废水中的乳化油，采用化学破乳法。投加破乳剂（如聚合氯化铝 PAC、硫酸铝），通过压缩双电层、吸附架桥作用，破坏油 - 水乳化界面，使乳化油聚集成大油滴，再通过气浮或沉淀去除。破乳剂投加量通常为 50-100mg/L，破乳效率可达 90% 以上，有效降低废水 COD 与含油量。
物化处理是铝型材废水处理的核心环节，通过化学反应或物理作用，去除废水中的重金属离子（Al³⁺、Ni²⁺）、氟化物及部分悬浮物，常用技术包括混凝沉淀、气浮、氧化还原等。
混凝沉淀法：适用于去除 Al³⁺、悬浮物及部分 COD，是应用最广泛的物化技术。根据污染物类型选择不同混凝剂：
除 Al³⁺：投加氢氧化钙（Ca (OH)₂），调节废水 pH 至 6-7，Al³⁺与 OH⁻反应生成氢氧化铝（Al (OH)₃）沉淀，反应式为 Al³⁺+3OH⁻=Al (OH)₃↓，沉淀通过沉淀池（如斜管沉淀池）分离，Al³⁺去除率可达 95% 以上。
除悬浮物与 COD：投加聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM），PAC 通过吸附架桥形成微小絮体，PAM 作为助凝剂促进絮体团聚，形成大颗粒沉淀，可去除 60%-80% 的悬浮物与 30%-50% 的 COD。
气浮法：多用于预处理后乳化油、细小悬浮物的深度去除。向废水中通入微小气泡（直径 10-100μm），气泡与污染物颗粒吸附结合，形成密度小于水的气浮体，上浮至水面通过刮渣机去除。为提升效果，常与破乳技术联用，对乳化油的去除率可达 95% 以上，出水含油量可降至 10mg/L 以下。
氧化还原法：主要用于处理含铬等氧化性重金属的废水（部分着色工艺会产生）。若废水中含六价铬（Cr⁶⁺），投加亚硫酸铁（FeSO₄）或亚硫酸钠（Na₂SO₃）作为还原剂，在酸性条件下（pH=2-3）将 Cr⁶⁺还原为 Cr³⁺，反应式为 Cr₂O₇²⁻+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，再通过混凝沉淀去除 Cr³⁺，总铬去除率可达 99% 以上。
针对前处理、着色废水中的难降解有机物（如表面活性剂、染料），需采用生化处理技术，利用微生物的代谢作用将有机物分解为 CO₂、H₂O 等无害物质。由于铝型材废水生化性较差（B/C 比通常为 0.2-0.3），需先通过预处理提升可生化性，再采用好氧生物处理工艺。
活性污泥法：通过曝气装置向曝气池通入空气，培养活性污泥（含细菌、真菌等微生物），微生物吸附、分解废水中的有机物。运行过程中需控制污泥浓度（MLSS=2000-3000mg/L）、曝气风量（气水比 = 15-20:1），COD 去除率可达 60%-70%。为提升处理效果，可采用氧化沟、SBR（序批式活性污泥法）等改良工艺，SBR 通过 “进水 - 曝气 - 沉淀 - 排水” 周期运行，抗冲击负荷能力更强，适合水质波动较大的铝型材废水。
生物膜法：将微生物附着在填料（如弹性填料、陶粒填料）表面形成生物膜，废水流经填料时，生物膜吸附降解有机物。常用工艺为生物接触氧化法，其优势在于微生物附着稳定、不易流失，耐毒性能力强，对染料类有机物的降解率比活性污泥法高 10%-20%，出水 COD 可稳定降至 100mg/L 以下。
深度处理的目标是去除残留的微量污染物（如重金属、COD、SS），满足排放标准（如《铝工业污染物排放标准》GB 25465-2010）或回用水质要求，常用技术包括膜分离、吸附、高级氧化等。
膜分离技术：适用于废水回用或微量污染物去除，根据截留孔径不同分为超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）：
超滤：截留分子量 1000-100000Da 的污染物，可去除残留悬浮物、胶体及部分大分子有机物，出水 SS（悬浮物）≤5mg/L，作为后续纳滤 / 反渗透的预处理，避免膜污染。
反渗透：截留离子级污染物，可去除 99% 以上的盐类（如 SO₄²⁻、Cl⁻）、重金属离子（Ni²⁺、Al³⁺）及小分子有机物，出水水质可达《城市污水再生利用 工业用水水质》GB/T 19923-2005 中循环冷却用水标准，实现铝型材生产用水回用，节水率可达 40%-60%。
吸附法：利用吸附剂（如活性炭、沸石、改性膨润土）的多孔结构吸附残留有机物与重金属。活性炭对染料类有机物的吸附容量可达 100-200mg/g，沸石对 F⁻的吸附容量为 5-15mg/g，可将出水 COD 降至 50mg/L 以下、F⁻降至 1mg/L 以下（满足排放标准限值）。为降低成本，吸附剂可通过再生（如热再生、化学再生）重复使用。
高级氧化技术：针对生化难以降解的顽固有机物（如偶氮染料），采用芬顿氧化、臭氧氧化等技术。芬顿氧化通过 Fe²⁺催化 H₂O₂生成羟基自由基（・OH，氧化电位 2.8V），快速降解有机物，在 pH=3-4、H₂O₂投加量为 COD 的 1.5-2 倍时，COD 去除率可达 40%-60%；臭氧氧化利用 O₃的强氧化性（氧化电位 2.07V）破坏染料分子结构，提升废水可生化性，为后续深度处理创造条件。
目前，国内铝型材企业多采用 “预处理（隔油 + 调节 + 破乳）- 混凝沉淀 - 生物接触氧化 - 膜分离” 的组合工艺，可实现 COD、重金属、氟化物等污染物的达标排放。但仍存在部分问题：一是中小企业处理工艺简陋，仅采用单一混凝沉淀工艺，未进行生化与深度处理，出水难以稳定达标；二是膜分离技术运行成本较高（膜更换费用约 2-3 万元 / 年），部分企业因成本压力未实现废水回用；三是污泥处置不当，混凝沉淀产生的铝污泥（含 Al (OH)₃）未进行资源化利用，多采用填埋方式，造成资源浪费与二次污染。
未来，铝型材表面处理废水处理技术将向 “高效化、资源化、低碳化” 方向发展：
技术协同化：推动 “高级氧化 + 生化”“膜分离 + 吸附” 等多技术联用，如芬顿氧化预处理提升废水可生化性，再结合生物膜法降解有机物，最后通过反渗透实现回用，提升整体处理效率。
资源回收利用：针对铝污泥，开发 “酸溶 - 除杂 - 结晶” 工艺，回收 Al₂(SO₄)₃等铝盐，用于废水处理中的混凝剂，实现 “以废治废”；针对脱脂废水中的油脂，通过蒸馏提纯回收矿物油，降低资源消耗。
低碳化与智能化：采用低能耗膜组件（如抗污染反渗透膜）、节能曝气设备（如磁悬浮风机），降低处理过程能耗；引入物联网技术，实时监测废水 pH、COD、重金属浓度等参数，通过智能控制系统调节药剂投加量、曝气风量，实现精准处理，减少药剂浪费。
铝型材表面处理废水成分复杂，需结合 “预处理 - 物化 - 生化 - 深度处理” 的阶梯式工艺，通过隔油、混凝沉淀、生物处理、膜分离等技术协同，实现污染物高效去除。当前技术应用虽能满足基本排放要求，但在资源回收、成本控制方面仍有提升空间。未来，随着技术协同化、资源化与智能化的发展，铝型材表面处理废水处理将逐步实现 “达标排放” 向 “资源循环” 的转变，为铝工业绿色可持续发展提供支撑。
