简述电极箔公司含酸废水的处理工艺及回收利用

严 铮/新疆众和股份有限公司



简述电极箔公司含酸废水的处理工艺及回收利用

严 铮/新疆众和股份有限公司

【摘 要】电极箔公司在生产过程中会产生大量的含酸废水，如果排入外界环境将会造成很恶劣的影响，废水处理要从清洁生产的角度来考虑，去除掉有害成分，回收可利用成分，这样不仅能减少环境污染，还可以为企业节约成本创造效益。文章简单阐述了含酸废水的产生、废水处理工艺以及废水的回收利用，以期能提供有价值的参考。

【关键词】电极箔；废水；处理；回收

前言

电子产业飞速发展，电极箔的产量也随之急剧增加，在生产电极箔的过程中会产生大量的含酸废水，这些废水如果直接排放会对环境造成极大的破坏，因此电极箔公司应严格把控对废水排放的处理，这也是国家对企业排污的硬性规定。目前含酸废水处理工艺中化学中和法比较常用，但是存在一定弊端，膜技术的发展创新使得含酸废水的处理具有更好的效果。

1.含酸废水的产生

生产电极箔主要以高纯铝（纯度99.95％以上）为主要原材料，通过腐蚀和化成两道工序来完成，腐蚀工艺的主要目的是在光箔的表面形成有序的坑洞来增加电极的表面积，用以增加成品箔的电容量。在制作工艺中所使用的酸液主要以硫酸和盐酸以一定的配比混合而成，光箔作为正极引入腐蚀槽，槽内有固定的钛板作为负极，在电化学加速下铝箔表面部分溶解进而形成腐蚀坑洞。在腐蚀过程中腐蚀槽中游离的H+不断被消耗掉，取而代之的是Al3 +离子，在整个过程中需要不断向腐蚀槽中添加新鲜的游离酸，置换出部分旧槽液用以维持腐蚀槽槽液化学组成的稳定性，但是因此也会消耗大量的酸，产生出更多废酸液。酸的大量消耗无疑给企业生产成本增加了负担，对企业处理废水也造成了很大的压力。

化成是紧接着腐蚀的下一步工序，这一步骤是在有机酸铵盐（如己二酸铵、壬二酸铵等）或者无机弱酸中来完成的。将腐蚀箔作为正极引入化成槽并施加一个直流高压，在腐蚀箔的表面会形成一层稳定而致密的氧化层，对于提高电容器稳定性，减少漏电，是至关重要的。目前我国的生产工艺主要以己二酸铵化成为主，化成液含量很高。化成完成后的铝箔需要利用纯水清洗除去表面附着的己二酸铵液，会消耗大量的纯水资源，同时产生了大量的清洗废水。己二酸铵价格较高，随废水流失掉很可惜，而且还会大大增加企业COD及氨氮的排放总量，需要进行处理达标后方可排放，这进一步增加了企业成本并产生了额外的环境风险。

2.含酸废水处理工艺

2.1化学中和法

化学中和法是最为常见的处理含酸废水的方法，这是一种基本的化学反应，反应式为：

H++OH-→H2O，最直接的中和法就是将酸性废水与碱性废水直接混合搅拌，这是最经济简单的办法；对于浓度较高、成分简单的酸应当回收利用，比如回收再生酸、硫酸亚铁等。现在经常用的是加碱中和的办法，使酸、碱溶液充分混合，调节废水PH值达到中性。但是这种常规的中和沉淀、过滤工艺只是将酸性废水处理至可达标排放，其中的可回收利用的成分都浪费掉了，并且中和后会产生大量的固体废物形成二次污染，不仅破坏环境，更不利于企业长足发展。

2.2膜处理技术

膜技术主要是依靠离子交换膜的选择透过性，将溶液中的多种不同成分进行分离、富集、回收再利用的工艺方法，膜技术应用于含酸废液的处理能取得更好的效果，随着膜技术行业的迅速发展，工艺越来越成熟，处理工艺简便，更加高效、实用、无污染，可以将资源充分回收利用，降低了企业成本，也为环境保护贡献一份力。

（1）微滤和超滤法。微滤（MF）可除去大小约0.1～1μm的颗粒杂质，主要用于去除细菌、悬浮固体、胶体物质等，可透过溶解固体和大分子。超滤（UF）可以去除0.002～0.1μm大小的颗粒杂质，主要用于去除悬浮固体、微生物等，可以除去分子量大于1000～100000的物质，能透过溶解固体和小分子。其基本原理是被分离的溶液在借助外界压力的作用下，以一定的速度沿着具有一定孔径的滤膜面上流动，通过膜的渗透性来实现分离和浓缩的目的。微滤和超滤法对于天然水中低浓度的污染物处理及各种金属盐类的去除具有较好的效果，但是对硫酸盐的去除效率却不高。

（2）反渗透法。是利用反渗透膜只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，出水为无离子水。反渗透装置利用 RO 膜元件除去大部分（约99％）的无机离子和有机物，反渗透其实是渗透的逆过程，它的除盐机理是：半透膜的表皮上布满了许多极细的膜孔，膜的表面选择性的吸附了一层水分子，盐类溶质则被膜排斥，化合价态越高的离子被排斥越远，膜孔周围的水分子在反渗透压力的推动下，通过膜的毛细血管作用流出纯水而达到除盐目的。反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定，水中被截留的物质包括无机物、糖类、氨基酸、BOD、COD等，通过的物质只有水和溶剂，对高价离子及复杂单价离子的脱除率可以超过99％，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱除率稍低，也超过了 98％；对分子量大于 100 的有机物脱除率也可达到 98％。反渗透法与其他处理方法相比具有设备简单、运行稳定、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、适应范围广、自动化程度高和出水质量好等优点。

（3）扩散渗析法。利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子（如离子）的方法称为渗析。其工作原理是利用半透膜或选择透过性离子交换膜使溶液中的溶质由高浓度一侧通过膜向低浓度一侧迁移的过程。这种过程是以浓度差为动力，所以也称为浓差渗析或自然渗析。它主要用于有机和无机电解质的分离和纯化。在酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等方面应用十分广泛。工作原理是由一定数量的膜组成不同数量的结构单元，其中每个单元由一张阴离子均相膜隔开成扩散室（A室）和渗析室（B室），在阴离子均相膜的两侧分别通入废酸液及接受液（自来水）时，废酸液（A室）侧的硫酸及其盐的浓度远高于水的一侧，因此由于浓度梯度的存在，废酸及其盐类有向B室渗透的趋势，但膜是有选择透过性的，它不会让每种离子以均等的机会通过，首先阴离子膜骨架本身带正电荷，在溶液中具有吸引带负电水化离子而排斥带正电荷水化离子的特性，故在浓度差的作用下，废酸侧的阴离子被吸引而顺利地透过膜孔道进入水的一侧。同时根据电中性要求，也会夹带带正电荷的离子，由于H+的水化半径比较小，电荷较少。而金属盐的水化离子半径较大，又是高价的，因此H+会优先通过膜，这样废液中的酸就会被分离出来。由于采用逆流操作，在废液出口处，酸室中的酸虽因扩散而大大降低浓度，仍比进口水中酸的浓度高，加上实际做膜时，可以通过侧基取代控制膜的含水量和孔径，所以扩散渗析对酸的回收率一般均能达到80％以上。扩散渗析法以浓度差作为动力，不需要额外提供能耗，是一种低功耗、省劳力、高效率、低成本、成本回收周期短的分离方法。扩散渗析系统在离子分离的过程中不引入新的组分，得到的回收酸纯度较高，用于处理铝箔腐蚀废酸，回收酸可以回收再利用，再次用于铝箔腐蚀工艺，既缓解了环境压力，又能节约成本，被广泛应用于工业酸洗废水的处理。

双极膜电渗析（EDBM）技术是近年发展起来的一种特殊的电渗析技术。它以双极膜中水直接解离变为H+及OH-为基础，可以直接将金属盐溶液转变为对应的酸和碱，不引入其它任何杂质。如果利用双极膜电渗析技术对渗析残液进行处理，就可以得到对应的游离盐酸，同时还可得到对应的碱（可以是纯净铝盐，或者部分碱化的铝盐即聚合铝盐）。纯净铝盐是重要的基础化学原料，聚合铝盐更是一种有效絮凝剂，市场需求量很大。这样一来就可实现废物利用，变废为宝。

3.结束语

目前我国的废水处理技术取得了一定的成效，也为企业创造了一些价值，基于今后的环境保护的要求与必要，企业更需致力于开发新技术应用新方法来处理废水，不仅做到资源的有效回收利用，更应当注重减少对环境的污染，相信随着膜技术的不断创新与完善，我们的废水回收处理能取得更好的成效，使得社会、环境、资源和谐发展。

参考文献：

[1]陈庆，张伟明.基于膜分离的电极箔行业减排降耗过程研究[J].水处理技术，2014.3.

[2]庄金霞.电容箔行业腐蚀废水资源化应用研究[D]. 温州大学，2013.