Vistas:289 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2024-06-05 Origen:Sitio
La tecnología de anodizado se utiliza ampliamente como tecnología estándar y líder en el tratamiento de superficies en la industria de galvanoplastia.
Por lo general, para tener mejores características de superficie y brillo, la mayoría de los componentes metálicos, como las piezas de aluminio, deben someterse al proceso de anodizado, y se cubre su superficie con una película densa de óxido metálico con cierto brillo, como una película de níquel.
En el proceso de anodizado, el metal que se va a recubrir, como el níquel, generalmente se usa como ánodo, y el componente metálico que se va a recubrir, como las piezas de aluminio, se usa como cátodo.El metal que se va a recubrir en el ánodo pierde electrones y se convierte en iones de níquel mediante un método electroquímico, luego cubre el componente metálico que se va a recubrir bajo la acción del campo eléctrico, completando así el proceso de galvanoplastia del componente metálico revestido.
Por lo general, antes del proceso de anodizado, el componente metálico debe desengrasarse con ácido y álcali, y después de la anodización, es necesario sellar la superficie del componente metálico chapado.En la actualidad, la mayoría de las empresas de galvanoplastia utilizan acetato de níquel como agente sellador.En este proceso, la empresa producirá una gran cantidad de aguas residuales desengrasantes, aguas residuales ácidas, alcalinas y que contienen níquel.Estas aguas residuales contienen un tipo de contaminante de níquel estrictamente controlado, por lo que deben ser tratadas adecuadamente antes de su vertido.
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Descripción general del proceso de tratamiento de aguas residuales de anodizado
Proceso específico de anodizado para el tratamiento de aguas residuales.
7.1 Tratamiento de aguas residuales oleosas por oxidación anódica
7.2 Tratamiento de aguas residuales de decapado por oxidación anódica
7.2.1 Neutralización química
7.2.2 Tecnología de tratamiento de intercambio iónico.
7.2.3 Tecnología de tratamiento de membranas.
7.3 Tratamiento de aguas residuales de lavado alcalino por oxidación anódica
7.4 Tratamiento de aguas residuales con fósforo por oxidación anódica.
7.5 Tratamiento de aguas residuales con teñido por oxidación anódica.
7.6 Tratamiento de aguas residuales que contienen níquel procedentes del anodizado.
8. Anodizado tratamiento integral de aguas residuales
9. Recuperación de ácido en la sección de proceso.
La anodización es un proceso de oxidación electroquímica en el que un metal o aleación, como el aluminio y sus aleaciones, forma una película de óxido en su superficie bajo la acción de una corriente aplicada en el electrolito correspondiente y en condiciones específicas del proceso.Esta película de óxido tiene propiedades protectoras, decorativas y otras propiedades funcionales, como mejorar la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste, la dureza y el rendimiento del aislamiento.
El principio de anodizado es principalmente utilizar la electrólisis para hacer que las piezas de metal o aleación actúen como ánodos y para formar una película de óxido en la superficie de los electrolitos.La formación de esta película de óxido no sólo cambia el estado y las propiedades de la superficie del metal sino que también proporciona protección adicional.
La tecnología de anodizado se utiliza ampliamente en muchos campos, como piezas mecánicas, piezas de aviones y automóviles, instrumentos de precisión, equipos de radio, artículos de primera necesidad y decoración arquitectónica.Puede mejorar la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste y el efecto decorativo del producto, haciéndolo más adecuado para entornos hostiles.
En general, el anodizado es una tecnología vital de tratamiento de superficies metálicas que proporciona protección adicional y efectos decorativos al cambiar el estado y las propiedades de la superficie metálica.
El proceso principal de tratamiento de anodizado:
Desengrase y eliminación de aceite → lavado con agua caliente → eliminación de óxido → lavado con agua fria → fosfatado/pasivado → lavado con agua fria → anodizado → lavado con agua fria → pulverización y coloración en polvo → tratamiento de sellado → lavado con agua → el secado → producto terminado.
Debido a su proceso de tratamiento único, la tecnología de anodizado utiliza una gran cantidad de ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico y agentes selladores que contienen níquel en el proceso de tratamiento, lo que conduce a un alto contenido de ácido y fosfato en las aguas residuales generadas durante todo el proceso. sección.Al mismo tiempo, diferentes productos producirán una gran cantidad de aguas residuales de alto color y el agente sellador también producirá algunas aguas residuales que contienen níquel.
Actualmente, el proceso de tratamiento de aguas residuales de anodizado en la industria del aluminio se basa en la 'precipitación por coagulación-neutralización ácido-base'. Este proceso requiere una inversión baja, tecnología madura y un funcionamiento relativamente estable.Sin embargo, con el aumento del volumen de aguas residuales, el efluente tratado mediante este proceso suele tener problemas como color excesivo, nitrógeno amoniacal y fósforo total, lo que afecta significativamente el medio ambiente circundante.Al mismo tiempo, la cantidad de lodos generados durante todo el proceso es elevada, lo que genera unos costes operativos generales elevados.
Con requisitos de protección ambiental cada vez más estrictos, algunos procesos de tratamiento agregan procesos bioquímicos A/O después de la neutralización y precipitación para eliminar el exceso de nitrógeno amoniacal y fósforo total.Sin embargo, la desventaja del proceso bioquímico A/O es que después de la neutralización y precipitación de las aguas residuales anodizadas, el contenido de sal es alto y la biodegradabilidad es pobre.Las fuentes de carbono deben agregarse con frecuencia durante la operación, lo que resulta problemático para el mantenimiento posterior.Por lo tanto, el proceso de tratamiento después de la neutralización debe determinarse de acuerdo con la calidad real del agua de las aguas residuales de producción de la fábrica.
| Tipo de aguas residuales | Proceso de producción | Características de las aguas residuales | Principales contaminantes |
| Aguas residuales de decapado | Eliminación de óxido, anodizado | El agua residual es muy ácida, con un valor de pH de 1-2 | Ácido sulfúrico, ácido nítrico, nitrógeno amoniacal. |
| Aguas residuales de lavado alcalino | Desengrase y eliminación de aceite | Las aguas residuales son fuertemente alcalinas. | Petróleo, hidróxido de sodio, aceite emulsionado. |
| Fosfatación de aguas residuales | Fosfatado, limpieza | Las aguas residuales son ácidas | fosfato, color |
| Teñido de aguas residuales | Pulverización de polvo | Las aguas residuales tienen diferente cromaticidad según los diferentes productos. | croma, bacalao |
| Aguas residuales que contienen níquel | Tratamiento de sellado y limpieza. | El agua residual es ácida y tiene cierto color. | Iones de níquel, color. |
| Aguas residuales integrales | Goteos de cada sección de proceso y limpieza de pisos | Las aguas residuales son ácidas y contienen muchos tipos de contaminantes. | Iones de aluminio, DQO, cromaticidad, nitrógeno amoniacal. |
Características del anodizado de aguas residuales.
Las aguas residuales del anodizado son residuos generados durante el proceso de tratamiento de superficies metálicas en la industria de galvanoplastia.Sus peligros se reflejan principalmente en los siguientes aspectos:
Contiene sustancias tóxicas y nocivas.
Las aguas residuales del anodizado contienen iones de metales pesados, como cromo, cobre, zinc, etc. Estos metales pesados son muy perjudiciales para el medio ambiente y el cuerpo humano.Una vez que ingresan al medio ambiente o ecosistema, no se descompondrán y pueden permanecer, acumularse y migrar, causando diversos peligros.
Afectando el equilibrio ecológico
Los metales pesados contenidos en las aguas residuales se acumularán en algas y sedimentos, serán absorbidos por la superficie de organismos acuáticos como peces y mariscos y se concentrarán a lo largo de la cadena alimentaria, causando así daños a todo el ecosistema.
Amenaza a la salud humana
Una vez que los metales pesados ingresan al cuerpo humano y se acumulan hasta una cierta cantidad, causarán diversas reacciones de envenenamiento, afectarán la salud humana e incluso pondrán en peligro la vida.
Provoca deterioro de la calidad del agua.
Cuando el nitrógeno, el fósforo y otros elementos de las aguas residuales ingresan al cuerpo de agua, provocarán la reproducción masiva de diatomeas, algas verdiazules, algas verdes, etc., lo que resultará en una disminución del oxígeno disuelto en el agua y un aumento de las sustancias químicas. demanda de oxígeno, lo que a su vez provocará el deterioro de la calidad del agua y afectará a la supervivencia de organismos acuáticos como los peces.
Dado que las propiedades de las aguas residuales generadas por diferentes procesos son diferentes, las aguas residuales generadas por diferentes secciones del proceso se pueden recolectar por separado y se puede realizar un pretratamiento físico y químico específico en diferentes aguas residuales.
Aguas residuales aceitosas Proviene principalmente de la limpieza desengrasante, la limpieza electroforética y la limpieza por rectificado de piezas de trabajo, y los principales contaminantes son grasas y tensioactivos.
El contenido de ácido en aguas residuales de decapado es alto, que puede neutralizarse con hojuelas de sosa cáustica, reduciendo así la cantidad de lodos producidos en aproximadamente un 40%;
Aguas residuales que contienen fósforo Proviene principalmente del agua de lavado en procesos productivos como el pulido químico y el fosfatado de superficies, y el principal contaminante es el fosfato.Aunque la acidez de las aguas residuales de fosfatación es alta, el tratamiento de neutralización con sosa cáustica en escamas por sí sola no puede eliminar eficazmente los fosfatos de las aguas residuales.Debe neutralizarse con cal, sosa cáustica en escamas u óxido de magnesio para que la tasa de eliminación total de fósforo pueda alcanzar más del 98%;
Aguas residuales que contienen níquel Proviene principalmente del proceso de sellado de anodizado.Dado que la mayoría de ellos utilizan agentes selladores que contienen níquel, los principales contaminantes son los iones de níquel y sus agentes de coordinación.Para las aguas residuales que contienen níquel, el valor del pH se puede ajustar a 9 con escamas de soda cáustica y la tasa de eliminación de níquel puede llegar al 99%;
Teñido de aguas residuales Tiene diferentes colores debido a diferentes productos y el efecto del tratamiento de los decolorantes generales es muy pobre.Por lo tanto, se puede utilizar un polvo decolorante especial para eliminar el color de las aguas residuales, y la tasa de eliminación del color puede alcanzar más del 95%;
Limpieza de aguas residuales Proviene principalmente del agua de limpieza relativamente limpia en cada proceso, con bajas concentraciones de diversos contaminantes y un gran volumen de agua.Las aguas residuales aceitosas pretratadas, el agua concentrada por ósmosis inversa de las aguas residuales de limpieza, las aguas residuales generadas por otros métodos (como teñido, anodizado, neutralización, etc.), el agua de limpieza del piso del taller, el agua de circulación de la torre de aspersión, etc., se recolectan juntas como completas. aguas residuales.
La composición de aguas residuales integrales Es complejo y generalmente ácido.Las aguas residuales de lavado alcalino se pueden neutralizar con aguas residuales integrales para lograr el efecto de 'tratamiento de residuos con residuos' en el proceso de pretratamiento de aguas residuales que contienen níquel y aceite a base de ácido.Las aguas residuales neutralizadas se pueden tratar adicionalmente de acuerdo con la calidad real del agua.Las aguas residuales anteriores se mezclan después de diferentes tratamientos previos y cumplen con los estándares de descarga después de una precipitación física y química secundaria o un tratamiento bioquímico A/O.
En el caso de las aguas residuales aceitosas, la atención principal se centra en la alta concentración de DQO y sólidos suspendidos en las aguas residuales.La mayor parte de la DQO proviene del petróleo (incluido el estado emulsionado).Por lo tanto, primero se agrega desemulsionante para desemulsionar parte del aceite emulsionado, y la diferencia de densidad relativa se usa para separar y eliminar los sólidos suspendidos y el aceite mediante flotacion de aire, eliminando así la mayor parte de la DQO.Después del pretratamiento de las aguas residuales, ingresan al sistema integral de aguas residuales para un tratamiento profundo.La Figura 1 muestra el proceso de tratamiento de aguas residuales oleosas.(Obtenga más información sobre el tratamiento de aguas residuales aceitosas y en emulsión).
Figura 1 el proceso de tratamiento de aguas residuales oleosas.
Las empresas necesitan utilizar reacciones de neutralización química para tratar las aguas residuales ácidas.Los métodos de tratamiento estándar incluyen neutralización por dosificación, neutralización por filtración y reciclaje.Esta reacción química más básica elimina las sustancias ácidas del agua residual, purificando así el agua residual.
Cuando la concentración de ácido en las aguas residuales ácidas es alta y la composición es relativamente simple, se puede reciclar.Por ejemplo, el ácido de las aguas residuales ácidas se puede reciclar directamente y el sulfato ferroso de las aguas residuales ácidas también se puede reciclar.
Además, en el tanque de neutralización se pueden hacer reaccionar químicamente aguas residuales ácidas y alcalinas.Este método de tratamiento puede ahorrar a las empresas el costo del tratamiento de aguas residuales y el proceso de operación es relativamente simple.Por lo tanto, la neutralización química se ha utilizado ampliamente en el tratamiento de aguas residuales industriales ácidas.
La ventaja del método de neutralización dosificada para el tratamiento de aguas residuales ácidas es que no se ve afectado por las impurezas ni la concentración de aguas residuales ácidas.Los agentes neutralizantes de uso común incluyen sustancias alcalinas como sosa cáustica, cenizas de caldera y cal.Cuando la concentración de ácido de las aguas residuales ácidas es baja, se puede tratar mediante filtración y neutralización.El proceso de operación es simple.Principalmente permite que las aguas residuales ácidas pasen directamente a través de la capa filtrante.Los materiales filtrantes más utilizados son sustancias alcalinas como la piedra caliza y el mármol.
Actualmente, las fábricas de perfiles de aluminio utilizan principalmente la neutralización ácido-base para tratar aguas residuales ácidas.Después de neutralizar las aguas residuales ácidas, se agrega un coagulante al tanque de neutralización para purificar la calidad del agua.
El proceso de operación es el siguiente: primero, las aguas residuales ácidas y alcalinas reaccionan químicamente en el tanque de neutralización.Una vez completada la reacción de neutralización, se añade el coagulante PAC.La calidad del agua purificada puede cumplir con los estándares para la limpieza del agua.La ventaja de utilizar la neutralización ácido-base para tratar aguas residuales ácidas es que el proceso de operación es simple.El costo de inversión es bajo y las aguas residuales tratadas se pueden utilizar hasta cierto punto.
Por lo tanto, la neutralización ácido-base para tratar aguas residuales se usa ampliamente en la industria del tratamiento de aguas residuales ácidas.
Las empresas pueden utilizar la tecnología de intercambio iónico para separar químicamente sustancias ácidas al tratar aguas residuales industriales ácidas.
La ventaja de la tecnología de intercambio iónico en el tratamiento de aguas residuales ácidas es que puede separar compuestos orgánicos con estructuras similares e iones inorgánicos en aguas residuales ácidas.
La clave para tratar aguas residuales industriales ácidas con tecnología de intercambio iónico es la selección de agentes de intercambio iónico.Dependiendo de la composición de las aguas residuales, la elección del tipo de resina de intercambio iónico también será diferente.
Las resinas de intercambio iónico se pueden dividir en dos categorías: resinas de intercambio iónico inorgánicas y resinas de intercambio iónico orgánicas.Las resinas orgánicas de intercambio iónico incluyen resinas catiónicas de base débil y resinas quelantes.
El mecanismo de reacción de las resinas iónicas es que los iones de la resina iónica se disocian en la solución y luego sufren reacciones de intercambio iónico con los iones de las aguas residuales industriales.
La denominada tecnología de tratamiento de membrana se refiere a la tecnología de operación de separación de fluidos.
La membrana divide el líquido en dos partes que no fluyen entre sí.Al mismo tiempo, la membrana tiene permeabilidad selectiva y es selectiva para las sustancias que fluyen a través de la membrana.
Con el rápido desarrollo de la tecnología de síntesis de membranas, la aplicación de la tecnología de tratamiento de membranas se ha vuelto más extensa.El campo industrial ha utilizado tecnologías de separación por membranas como la ultrafiltración, la nanofiltración y la ósmosis inversa.
El uso de tecnología de membranas para tratar aguas residuales industriales ácidas puede purificar eficazmente las aguas residuales y reciclar las sustancias utilizables.
Aguas residuales de lavado alcalino: A partir del análisis de la calidad del agua de las aguas residuales de lavado alcalino, se sabe que los principales factores excesivos en las aguas residuales son el valor de pH, DQO, DBO5, sólidos suspendidos, Pb y Cu.Debido a que las aguas residuales del lavado con álcali tienen un pH alto, una DQO alta, contienen una gran cantidad de aceite emulsionado, una calidad de agua compleja y una pequeña cantidad de agua (5 t/mes), la neutralización del ácido sulfúrico, la coagulación, la separación del aceite, la precipitación-evaporación, la cristalización Se adopta el proceso.El agua condensada de la evaporación se mezcla con el agua residual de limpieza para su postratamiento.
En el caso de las aguas residuales que contienen fósforo, el principal contaminante es el fosfato.Los métodos de precipitación química, como las sales de hierro, las sales de aluminio y las sales de calcio, se suelen utilizar para eliminar concentraciones más altas de fosfato.Teniendo en cuenta la alta acidez de estas aguas residuales, la cal apagada se utiliza como agente de eliminación de fósforo para controlar el pH a 10~10,5.Aprovechando el hecho de que la solubilidad del fosfato de calcio disminuye con el aumento del valor del pH, el fosfato se puede tratar a 0,5~1 mg/L.Después de la clarificación con la ayuda del floculante PAM, se utiliza carbonato para eliminar la sal de calcio residual en el efluente antes de ingresar al sistema de reutilización de agua recuperada, lo que es beneficioso para frenar la posterior contaminación del dispositivo de ósmosis inversa.La Figura 2 muestra el proceso de tratamiento de aguas residuales que contienen fósforo.
Fig.2 Proceso de tratamiento de aguas residuales con alto contenido de fósforo
La coloración electrolítica anodizada de perfiles de aluminio generalmente requiere de una serie de procesos como desengrasado, grabado alcalino, neutralización, anodizado, coloración electrolítica y sellado.
En general, existen dos tipos principales de aguas residuales y líquidos residuales en la coloración electrolítica anodizada.
Uno es el agua residual de lavado que se utiliza para lavar el líquido adherido a la superficie del perfil de aluminio después de cada proceso.El otro es el líquido de tratamiento debido al envejecimiento del líquido y la acumulación de impurezas.
Las aguas residuales ácidas y alcalinas se neutralizan y el pH se controla dentro del rango de 7 a 8. Los cationes como Al3+, sn2+, magnesio2+, ni2+, etc. generan precipitación de hidróxido:
2NaAlO2+H2ENTONCES4+H2O→Na2ENTONCES4+2Al(OH)3↓
NiSO4+2NaOH→Ni(OH)2↓+No2ENTONCES4
MgSO4+2NaOH→Mg(OH)2↓+No2ENTONCES4
SnSO4+2NaOH→Sn(OH)2↓+No2ENTONCES4
fe2(ENTONCES4)3+6NaOH→3Na2ENTONCES4+2Fe(OH)3↓
Al2(SO4)3+6NaOH→3Na2ENTONCES4+2Al(OH)3↓
Tras la neutralización, los precipitados generados por la reacción son: Al(OH)3, Fe(OH)3, Sn(OH)2, Mg(OH)2 y Ni(OH)2, y la solución contiene Na2ENTONCES4, entre los cuales Al(OH)3 es el componente principal del lodo.
El flujo del proceso de tratamiento de aguas residuales generado por anodizado y coloración electrolítica de perfiles de aluminio se muestra en la Figura 3.
Figura 3, Flujo del proceso de tratamiento de aguas residuales a partir de coloración electrolítica anodizada.
Tratamiento de aguas residuales que contienen níquel procedentes del anodizado.
Los iones de níquel son el principal contaminante de las aguas residuales que contienen níquel generadas por el sellado.Debido a las políticas de protección ambiental y los requisitos de evaluación de impacto ambiental, no se deben descargar níquel ni otros contaminantes.Por lo tanto, en el caso de las aguas residuales que contienen níquel, la mayoría de los iones de níquel se eliminan mediante precipitación química y luego se tratan mediante filtración de disco, ultrafiltración y un sistema de ósmosis inversa de múltiples etapas.El agua producida se reutiliza en el proceso de sellado.El agua concentrada final del sistema de ósmosis inversa de múltiples etapas ingresa al evaporador MVR para su evaporación y cristalización, y la sal cristalizada se subcontrata para su eliminación.La Figura 4 muestra el proceso de tratamiento de aguas residuales que contienen níquel.
Figura 4, Proceso de tratamiento de aguas residuales que contienen níquel.
Anodizado tratamiento integral de aguas residuales
Después de que las aguas residuales pretratadas se regulan en el tanque regulador, la mayor parte de la materia orgánica se elimina mediante coagulación y floculación.Después de pasar por el filtro y el sistema de filtración UF, el efluente se divide en dos partes, de las cuales aproximadamente el 70% de las aguas residuales pueden reutilizarse después de ser tratadas mediante filtros de precisión y sistemas de ósmosis inversa de dos etapas.
El 30% restante de las aguas residuales se vierte tras coagulación, floculación, Flotación por aire disueltoy filtración de arena.
Proceso integral de tratamiento de aguas residuales
Dado que se utiliza una gran cantidad de ácido en el proceso, el costo posterior del tratamiento de neutralización de aguas residuales es alto, la producción de lodo es grande y el costo total de eliminación de fósforo es alto.Por lo tanto, muchos proyectos han aplicado tecnología de recuperación de ácido para concentrar y reciclar directamente el ácido de una concentración particular producida en la sección del proceso.La tasa de recuperación de ácido alcanza más del 40%, lo que no solo reduce la concentración de ácido en las aguas residuales sino que también puede utilizar el ácido extraído concentrado para generar nuevo valor.
Para lograr un desarrollo sostenible, algunas plantas de tratamiento de anodizado de nueva construcción reutilizarán las aguas residuales de anodizado generadas.El proceso específico consiste en primero neutralizar y pretratar las aguas residuales según la situación y luego reutilizar parte del efluente en el taller después de una filtración secundaria.La otra parte del efluente puede cumplir con los requisitos de agua recuperada después de filtrarse a través del grupo de ultrafiltración y membranas de OI.
La composición de los contaminantes de las aguas residuales procedentes de industrias de tratamiento de superficies, como la anodización, es compleja y difícil de tratar.Este artículo clasifica las aguas residuales según la composición de los principales contaminantes, realiza un pretratamiento específico de los contaminantes primarios en varios tipos de aguas residuales y luego los recolecta en aguas residuales integrales para un tratamiento profundo, lo que reduce la dificultad del tratamiento de las aguas residuales y logra efectos de tratamiento sólidos.El proceso tiene alta viabilidad.
Las aguas residuales que contienen níquel se reutilizan mediante pretratamiento + ósmosis inversa multietapa.Bajo la premisa de cumplir con la calidad del agua reutilizada y cero vertido de níquel, se logra una mayor tasa de recuperación, se reduce la cantidad de agua concentrada y se reducen los costos de inversión y operación del equipo evaporador.
La mayor parte del agua de limpieza de producción relativamente limpia se usa razonablemente como agua cruda para la reutilización de agua recuperada, para reutilizar agua recuperada, asegurando así que el sistema de reutilización de agua recuperada pueda lograr un funcionamiento estable con una carga menor y cumplir con los requisitos generales de tasa de reutilización. Este artículo presenta de manera integral el proceso de anodizado y las fuentes de aguas residuales, las características y peligros del anodizado de aguas residuales y el proceso de tratamiento de anodizado de aguas residuales.También presenta en detalle la clasificación de las aguas residuales según los principales componentes contaminantes y el pretratamiento específico de los principales contaminantes en varios tipos de aguas residuales, y luego los recoge en aguas residuales integrales para un tratamiento profundo, lo que reduce la dificultad del tratamiento de las aguas residuales y logra buenos resultados del tratamiento.El proceso tiene alta viabilidad.
