陽極氧化企業(yè)化拋廢水酸回用清潔生產(chǎn)潛力挖掘

江建義

（福建省環(huán)安檢測評價有限公司，福建廈門 361006）

某企業(yè)主要從事筆記本電腦、手機(jī)外殼的生產(chǎn)加工，其產(chǎn)品主要供應(yīng)給國內(nèi)外各大手機(jī)、電腦廠商。由于生產(chǎn)過程涉及陽極氧化工序，使用氫氧化鈉、硫酸、磷酸、清洗劑等原輔材料，產(chǎn)生廢水、廢氣、危險廢物，符合《清潔生產(chǎn)審核辦法》第八條中“（三）使用有毒有害原料進(jìn)行生產(chǎn)或者在生產(chǎn)中排放有毒有害物質(zhì)的”的情形，被列入需加快推進(jìn)強(qiáng)制性清潔生產(chǎn)審核工作企業(yè)名單。

1 生產(chǎn)工藝及污染物來源

1.1 生產(chǎn)工藝

陽極氧化工藝流程見圖1。

圖1 陽極氧化工藝流程

化學(xué)拋光的目是除去工件表面原有的Al2O3不導(dǎo)電層，主要為了調(diào)整工件表面的光亮度及表面平整性。拋光采用磷酸、硫酸的混合酸，磷酸、硫酸磷硫比3∶1，操作溫度為100℃左右。工件經(jīng)化拋處理后將工件表面清洗干凈?；瘨佭^程中產(chǎn)生硫酸霧、磷酸霧廢氣和酸性廢水。

1.2 含酸廢水處理

該公司配套蒸發(fā)濃縮含酸廢水回收處理設(shè)施，含酸廢水中磷酸、硫酸混合酸濃度大概在1.5%~2%，經(jīng)蒸發(fā)濃縮至混酸濃度為60%左右的廢酸液，廢酸液作為危廢處理（圖2）。根據(jù)統(tǒng)計，該公司每年約產(chǎn)生650t廢酸液，按照950元/t的處置費用委托有資質(zhì)的單位處置。

圖2 含磷廢水蒸發(fā)濃縮處理工藝流程

2 清潔生產(chǎn)潛力分析

2.1 對照清潔生產(chǎn)評價指標(biāo)體系分析

因該公司生產(chǎn)涉及陽極氧化工藝，故根據(jù)《電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標(biāo)體系》“表2陽極氧化清潔生產(chǎn)評價指標(biāo)項目、權(quán)重及基準(zhǔn)值”相關(guān)指標(biāo)要求進(jìn)行分析，公司因無在線或離線回收酸、堿設(shè)施，導(dǎo)致“重金屬污染物污染預(yù)放措施”指標(biāo)低于Ⅲ級，無法達(dá)到國內(nèi)清潔生產(chǎn)基本水平。

2.2 物料實測分析

清潔生產(chǎn)審核小組在操作人員的密切配合下，對化拋工序物料的投入產(chǎn)出情況進(jìn)行實測?；瘨伖ば蛭锪献呦蛞妶D3。

圖3 化拋工序物料流向

經(jīng)分析，該公司拋光工序需要采用磷酸、硫酸的混合酸，而公司將化拋含酸廢水蒸發(fā)濃縮為廢酸液，委托有資質(zhì)單位處置，不僅加大了公司的運行成本，而且浪費廢酸液，故審核小組建議公司針對廢酸液回用化拋工序進(jìn)行可行性分析，以減少磷酸、硫酸原料的使用量，減少廢酸液危廢的產(chǎn)生量。

3 方案可行性分析

3.1 技術(shù)評估

目前，國內(nèi)從化拋廢水中回收酸有兩條基本的工藝路線：吸附法和萃取法。經(jīng)多方調(diào)研，決定采用吸附法對廢水中酸進(jìn)行回收再利用，具體工藝如圖4所示。

圖4 酸回收工藝流程圖

公司已將化拋清洗水全部收集并采用蒸發(fā)至密度1.66g/cm3左右的濃酸，經(jīng)研究，決定在現(xiàn)有蒸發(fā)器完成預(yù)濃縮和蒸發(fā)至濃酸的基礎(chǔ)上，增加隔油除雜、過濾除雜、除鋁系統(tǒng)、精密過濾（提純器）等設(shè)備，將化拋水中的有價酸經(jīng)提純除雜、去除鋁離子和蒸發(fā)等措施后，獲得可回于化拋產(chǎn)線的酸液（按工藝要求配入新酸和添加劑），同時可減少廢酸液。

經(jīng)二次取水樣小試，提純所得濃酸1.70g/cm3以上，總酸含量75%~81%、磷酸比約為14∶1，經(jīng)筆記本電腦外殼化拋測試，化拋效果符合公司產(chǎn)品品質(zhì)要求。故該方案技術(shù)可行。

3.2 環(huán)境評估

按化驗的數(shù)據(jù)，650t密度1.66g/cm3的濃酸液（總酸含量約為74%，即481t的酸），經(jīng)提純濃縮可回收到密度1.70g/cm3的濃酸（含酸量按80%計）約為425t，其中磷酸395t、硫酸30t。

3.3 經(jīng)濟(jì)評估

此方案的效益主要有兩部分：廢酸液處理置費的減少及回用的有價酸。

按照磷酸5 300元/t、硫酸1 000元/t，則回收酸的節(jié)約成本為209.35萬元。

經(jīng)酸回收后，可減少650t廢酸的處置費，按每噸950元計算，可節(jié)約成本，61.75萬元。

兩項合計收益為：209.35+61.75=271.1萬元

方案運行成本（在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加的部分）主要構(gòu)成有：蒸汽、水電費和少量廢酸液處理費用。經(jīng)核算預(yù)濃縮的蒸汽費用差6.48萬元、水電費22.479萬元、廢液的處置費12.54萬元、清洗水處理費3.15萬元，合計運行成本44.649萬元。

綜上所述，該方案經(jīng)濟(jì)效益為：226.451萬元。

計算方案經(jīng)濟(jì)評估指標(biāo)匯總見表1。

表1 方案經(jīng)濟(jì)評估指標(biāo)匯總表

該方案投資金額300萬，公司年增加現(xiàn)金流量187萬元，凈現(xiàn)值大于0，投資償還期為1.6年，內(nèi)部收益率大于7%，該方案的經(jīng)濟(jì)效益顯著，投資回報期短，經(jīng)濟(jì)可行。

4 結(jié)束語

采用吸附法對濃縮廢酸液進(jìn)行再提純，鋁去除率不低于50%、酸回收率不低于75%，回收再生的酸液符合配制化拋溶液的要求。該方案的實施減少了硫酸、磷酸的使用量，減少廢酸液的產(chǎn)生量，并提高了公司的清潔生產(chǎn)水平。