阳极氧化企业化抛废水酸回用清洁生产潜力挖掘

江建义

（福建省环安检测评价有限公司，福建厦门 361006）

某企业主要从事笔记本电脑、手机外壳的生产加工，其产品主要供应给国内外各大手机、电脑厂商。由于生产过程涉及阳极氧化工序，使用氢氧化钠、硫酸、磷酸、清洗剂等原辅材料，产生废水、废气、危险废物，符合《清洁生产审核办法》第八条中“（三）使用有毒有害原料进行生产或者在生产中排放有毒有害物质的”的情形，被列入需加快推进强制性清洁生产审核工作企业名单。

1 生产工艺及污染物来源

1.1 生产工艺

阳极氧化工艺流程见图1。

图1 阳极氧化工艺流程

化学抛光的目是除去工件表面原有的Al2O3不导电层，主要为了调整工件表面的光亮度及表面平整性。抛光采用磷酸、硫酸的混合酸，磷酸、硫酸磷硫比3∶1，操作温度为100℃左右。工件经化抛处理后将工件表面清洗干净。化抛过程中产生硫酸雾、磷酸雾废气和酸性废水。

1.2 含酸废水处理

该公司配套蒸发浓缩含酸废水回收处理设施，含酸废水中磷酸、硫酸混合酸浓度大概在1.5%~2%，经蒸发浓缩至混酸浓度为60%左右的废酸液，废酸液作为危废处理（图2）。根据统计，该公司每年约产生650t废酸液，按照950元/t的处置费用委托有资质的单位处置。

图2 含磷废水蒸发浓缩处理工艺流程

2 清洁生产潜力分析

2.1 对照清洁生产评价指标体系分析

因该公司生产涉及阳极氧化工艺，故根据《电镀行业清洁生产评价指标体系》“表2阳极氧化清洁生产评价指标项目、权重及基准值”相关指标要求进行分析，公司因无在线或离线回收酸、碱设施，导致“重金属污染物污染预放措施”指标低于Ⅲ级，无法达到国内清洁生产基本水平。

2.2 物料实测分析

清洁生产审核小组在操作人员的密切配合下，对化抛工序物料的投入产出情况进行实测。化抛工序物料走向见图3。

图3 化抛工序物料流向

经分析，该公司抛光工序需要采用磷酸、硫酸的混合酸，而公司将化抛含酸废水蒸发浓缩为废酸液，委托有资质单位处置，不仅加大了公司的运行成本，而且浪费废酸液，故审核小组建议公司针对废酸液回用化抛工序进行可行性分析，以减少磷酸、硫酸原料的使用量，减少废酸液危废的产生量。

3 方案可行性分析

3.1 技术评估

目前，国内从化抛废水中回收酸有两条基本的工艺路线：吸附法和萃取法。经多方调研，决定采用吸附法对废水中酸进行回收再利用，具体工艺如图4所示。

图4 酸回收工艺流程图

公司已将化抛清洗水全部收集并采用蒸发至密度1.66g/cm3左右的浓酸，经研究，决定在现有蒸发器完成预浓缩和蒸发至浓酸的基础上，增加隔油除杂、过滤除杂、除铝系统、精密过滤（提纯器）等设备，将化抛水中的有价酸经提纯除杂、去除铝离子和蒸发等措施后，获得可回于化抛产线的酸液（按工艺要求配入新酸和添加剂），同时可减少废酸液。

经二次取水样小试，提纯所得浓酸1.70g/cm3以上，总酸含量75%~81%、磷酸比约为14∶1，经笔记本电脑外壳化抛测试，化抛效果符合公司产品品质要求。故该方案技术可行。

3.2 环境评估

按化验的数据，650t密度1.66g/cm3的浓酸液（总酸含量约为74%，即481t的酸），经提纯浓缩可回收到密度1.70g/cm3的浓酸（含酸量按80%计）约为425t，其中磷酸395t、硫酸30t。

3.3 经济评估

此方案的效益主要有两部分：废酸液处理置费的减少及回用的有价酸。

按照磷酸5 300元/t、硫酸1 000元/t，则回收酸的节约成本为209.35万元。

经酸回收后，可减少650t废酸的处置费，按每吨950元计算，可节约成本，61.75万元。

两项合计收益为：209.35+61.75=271.1万元

方案运行成本（在现有基础上增加的部分）主要构成有：蒸汽、水电费和少量废酸液处理费用。经核算预浓缩的蒸汽费用差6.48万元、水电费22.479万元、废液的处置费12.54万元、清洗水处理费3.15万元，合计运行成本44.649万元。

综上所述，该方案经济效益为：226.451万元。

计算方案经济评估指标汇总见表1。

表1 方案经济评估指标汇总表

该方案投资金额300万，公司年增加现金流量187万元，净现值大于0，投资偿还期为1.6年，内部收益率大于7%，该方案的经济效益显著，投资回报期短，经济可行。

4 结束语

采用吸附法对浓缩废酸液进行再提纯，铝去除率不低于50%、酸回收率不低于75%，回收再生的酸液符合配制化抛溶液的要求。该方案的实施减少了硫酸、磷酸的使用量，减少废酸液的产生量，并提高了公司的清洁生产水平。