专利名称：一种在无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中使用的在线水循环净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中的环保技术领域，更具体涉及一种在无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中使用的在线水循环净化装置。
背景技术：
表面处理是利用物理的、化学的，或者其他方法，在金属表面形成的一层有一定厚度，不同于基体材料且有一定的强化、防护或特殊功能的覆盖层。表面处理工艺包括基体前处理、涂层制备、涂层后处理三个部分。典型的铝型材表面处理的主要工序包括化学抛光、 除油、碱蚀、酸洗、中和、氧化、封孔、着色、钝化等。在各工序中均使用各种酸碱作表面处理液，由于各种处理液的粘度及物理化学性质不同，铝型材表面可从这些粘性处理槽液中带出不同量的厚液体膜，需要大量的清水来清洗除去这些液膜，处理每吨铝材约耗25 30立方米水，经清洗后的水成为铝型材表面处理的主要废水。铝型材表面处理工艺传统的分为碱蚀工艺和酸蚀工艺，不管哪种方式，铝型材表面处理的各道工艺均包括处理和清洗，产生大量的清洗废水和浓废液。目前90%以上的铝型材生产企业采用含氟技术对铝型材表面处理，产生大量含氟废水，由于各工序在药液槽中添加的化学药剂不同，污染物的成份比较复杂。铝材生产废水中主要的污染物包括氟离子、氨氮、化学需氧量、六价铬、有机物、硫酸根、 磷酸根等，根据前面分析可知道即使按目前要求的二级排放标准排放，仍然会对水体造成一定的污染，未能达标排放则危害更大。我国经过二十多年的大发展，已成为世界铝型材的生产大国，铝型材产量连续五年稳居世界第一位。目前全国铝型材表面处理每年920万吨， 广东省年生产能力超过200多万吨。每吨铝材经表面处理消耗15 40公斤铝，同时产生 150 400公斤铝废渣。以此计算，全国每年废渣量138 368万吨，相当于几个大型铝矿， 而我国的铝资源贫乏，同时又是铝消耗大国。因此在我国对铝型材表面处理排出的废水的研究不应仅着眼于如何处理使其达到规定的排放标准，更应重视废水循环利用研究和废渣综合利用。目前不少铝型材生产企业的废渣混合处理堆放非常不利于废渣综合利用。传统酸蚀和碱蚀工艺，各工序排放的废水经处理后水质不够好，导致能回用的水较少，大部分直接向外排放，既造成水体污染又浪费大量的水资源。2010年无氟无氨四合一处理的观点被提出，其优点是第一对废水进行过滤操作(通过设置浮渣过滤袋)尽量循环回用从而排水量少；第二采用投加絮凝剂方式对废渣进行脱水，但是投加絮凝剂本身会破坏槽液的性能，使其不但不能回用反而是使得废渣不能有效的资源化利用，而且对废渣脱水产生额外的困难。这种新的铝型材表面处理方法仍然有废水排放，也浪费资源。综上所述，我国作为铝型材生产大国，其废水循环及废渣综合利用对于铝型材生产健康可持续发展和环境保护都具有十分重大的意义。因此急切希望铝型材表面处理工艺的每个工序所产生的废水进行净化后能达标被循环回用，并且对废渣进行综合利用，目前还没有技术能够做到这一步。在此背景下本新型提出铝型材表面处理无氟无氨四合一工艺在线水循环净化装置实现废水零排放，对铝型材表面处理的各工序实现在线水循环净化，并对净化截留物进行脱水成为有用的废渣，真正做到铝型材表面处理的废水循环及废渣综合利用目的，一举两得。
实用新型内容为了解决铝型材表面处理无氟无氨四合一工艺仍存在废水排放和废渣无法利用的问题，本实用新型的目的在于提供一种铝型材表面处理无氟无氨四合一工艺中使用的在线水循环净化装置，一种能实现废水零排放，对铝型材表面处理的各工序实现在线水循环净化，并对净化截留物进行脱水成为有用的废渣，真正做到铝型材表面处理的废水循环及废渣综合利用的铝型材表面处理在线水循环净化系统。为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是一种在无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中使用的在线水循环净化装置，无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺包括碱性除油槽1、碱回收槽2、抽渣槽3、清液回流槽4、水洗待料槽5、氧化槽6、酸回流槽7、酸回收补水槽8、着色槽9、抽渣槽10、清液回流槽11、PH值控制槽12、封孔槽13、封孔回收槽14和封孔回收补水槽15，其特征在于，所述在线水循环净化装置包括分别与空气压缩机E1、酸回流槽7、着色槽9及抽渣槽10连接的着色槽液净化机19、分别与空气压缩机E1、酸回流槽7及氧化槽6连接的氧化槽液净化机 18、分别与空气压缩机E1、酸回流槽7、清液回流槽4及抽渣槽3连接的碱槽液净化机17和分别与空气压缩机E1、酸回流槽7、封孔槽13及封孔回收槽14连接的封孔槽液净化机20， 所述碱槽液净化机17、氧化槽液净化机18、着色槽液净化机19和封孔槽液净化机20均连接缓冲槽16和空气压缩机E1。所述碱槽液净化机17包括微滤膜罐体E11、开关阀(V101、 V102、V103、V104、V105、V106、V107、V108、V109、V110)、泵(P3、PlU P12)、带式过滤单元 E12、汽缸Cl和汽缸C2。更优的，所述氧化槽液净化机18包括微滤膜罐体E21、开关阀(V201、V202、V203、 V204、V205、V206、V207)、泵 P3 和泵 P21。更优的，所述着色槽液净化机19包括微滤膜罐体E31、开关阀(V301、V302、V303、 V304、V305、V306、V307、V308、V309)、泵(Ρ3、Ρ31、Ρ3”、带式过滤单元 Ε32、汽紅 C3 和汽紅 C4。更优的，所述封孔槽液净化机20包括微滤膜罐体E41、开关阀(V401、V402、V403、 V404、V405、V406、V407)、泵 P3 和泵 P41。采用上述技术方案后，其有益效果是本实用新型能够配合铝型材表面处理的各道工艺流程同步运行，在不加入絮凝剂的情况下，实现处理液的在线净化并可以循环使用净化后的清水以及将截留物质残渣进行脱水而达到回收铝渣的目的。本装置与铝型材表面处理的各道工艺的水洗槽形成闭路循环，实现废水零排放，不但大大节约水资源而且对环境没有造成任何污染，净化装置除了能够水循环净化还能够将截留物质进行脱水，脱水后的废渣可以被回收有效利用。
图1是一种在无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中使用的在线水循环净化装置工作原理示意图；图2是碱槽液净化机的结构示意图；[0012]图3是氧化槽液净化机的结构示意图；图4是着色槽液净化机的结构示意图；图5是封孔槽液净化机的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型专利作进一步详细的说明。如图1至图5所示，一种在无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中使用的在线水循环净化装置，无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺包括碱性除油槽1、碱回收槽2、抽渣槽3、清液回流槽4、水洗待料槽5、氧化槽6、酸回流槽7、酸回收补水槽8、着色槽9、抽渣槽 10、清液回流槽11、PH值控制槽12、封孔槽13、封孔回收槽14和封孔回收补水槽15，所述在线水循环净化装置包括分别与空气压缩机E1、酸回流槽7、着色槽9及抽渣槽10连接的着色槽液净化机19、分别与空气压缩机E1、酸回流槽7及氧化槽6连接的氧化槽液净化机18、 分别与空气压缩机E1、酸回流槽7、清液回流槽4及抽渣槽3连接的碱槽液净化机17和分别与空气压缩机E1、酸回流槽7、封孔槽13及封孔回收槽14连接的封孔槽液净化机20，所述碱槽液净化机17、氧化槽液净化机18、色槽液净化机19和封孔槽液净化机20均连接缓冲槽16和空气压缩机El，所述碱槽液净化机17包括微滤膜罐体El 1、开关阀(V101、V102、 V103、V104、V105、V106、V107、V108、V109、V110)、泵(P3、Pll、P12)、带式过滤单元 E12、汽缸Cl和汽缸C2，所述氧化槽液净化机18包括微滤膜罐体E21、开关阀(V201、V202、V203、 V204、V205、V206、V207)、泵P3和泵P21，所述着色槽液净化机19包括微滤膜罐体E31、开关阀(V301、V302、V303、V304、V305、V306、V307、V308、V309)、泵(P3、P31、P32)、带式过滤单元E32、汽缸C3和汽缸C4，所述封孔槽液净化机20包括微滤膜罐体E41、开关阀(V401、 V402、V403、V404、V405、V406、V407)、泵 P3 和泵 P41。原理及有益效果本专利需要保护的结构设计图有五个图1是系统工艺图；图 2-5分别是碱槽液净化机、氧化槽液净化机、着色槽液净化机、封孔槽液净化机的结构示意图。图1中的标号1-15是无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺的各工序。16是接收各个净化机在退水阶段正吹作用下的未过滤的剩余废液的缓冲槽。17-20是该专利的净化机。图1中的1-15上方的虚线箭头表示铝型材表面处理所加工的器件被加工的工艺流程方向；1-15之间的实线箭头表示槽液的流动方向。本专利的碱槽液净化机、氧化槽液净化机和着色槽液净化机在安装时，针对表面处理各工序的废水进行净化循环，即各净化机的进液口连接相应工序清洗后的废水，各净化机对废水净化后水循环到各工序的上一道工序形成一个循环。封孔槽液净化机将封孔回收槽液净化后循环到封孔工序进行清洗。各个净化机工作时在退水阶段都是使用酸回收槽7的液体，退水时罐体流出来的剩余未过滤的水均引到缓冲槽16。所以缓冲槽16的槽液是废液，将由碱槽液净化机17进行过滤净化循环。图2是碱槽液净化机的结构设计图。它将经过处理的碱回收槽液进行净化，具体是从抽渣槽3流出来的废液进到微滤膜罐体E11，净化后净化水流到清液回流槽4。清液回流槽4的净化水循环到表面处理各工艺，在反清洗阶段时部分用来清洗带式过滤机的滤带。工作流程分为四阶段第一是废液过滤分离阶段。此阶段启动开关阀V101、V102、V107、V109和泵P11，抽渣槽3流出来的废液进到微滤膜罐体E11，经过微滤膜的过滤分离，净化水流到清液回流槽4。第二是退水阶段。此阶段关闭开关阀V101、V102和泵P11，启动空气压缩机E1、开关阀V105，利用正吹方式一方面将罐体内的少量剩余未过滤液经V103排到缓冲槽16，另一方面微滤膜管内的澄清液经V109循环回到清液回流槽4，这样使得罐体内残留水分尽可能减少，这样就能完成系统的退水工作。第三是系统反吹排渣阶段。在退水阶段完成后，净化机马上转进反吹排渣阶段。此时启动带式过滤单元E12，在空气压缩机El和汽缸C1、C2作用下，将附在微滤膜管上的截留物质剥离，被剥离的废渣通过开启的微滤膜管罐体Ell底盖排放到E12上，剥离物通过E12 脱水经刮刀排出。排渣结束即关闭微滤膜管罐体Ell底盖，E12继续运行一段时间，将其滤带上的渣彻底排出。E12停止前，开启系统的反清洗装置。第四是系统的反清洗再生阶段。在反吹排渣阶段结束后通过电路和程序控制系统开启系统的反清洗装置。开启清洗泵P3将酸回收槽7的液体流到微滤膜管罐体Ell清洗微滤膜管。开启清洗泵P12将清液回流槽4内的澄清液经滤带清洗阀VllO清洗带式过滤单元运行中的滤带。图3是氧化槽液净化机的结构设计图。它直接将氧化槽液进行净化，具体是从氧化槽6流出来的废液进到微滤膜罐体，净化后净化水流到酸回收槽7。酸回收槽7的净化水循环到表面处理各工艺。对于氧化槽6的废液进行净化时不需要脱水排渣，工作流程分为三阶段；第一是废液过滤分离阶段。此阶段启动开关阀V201、V207和泵P21，氧化槽6流出来的废液进到微滤膜罐体E21，经过微滤膜的过滤分离，净化水流到酸回收槽7。第二是退水阶段。此阶段关闭开关阀V201和泵P21，启动空气压缩机E1、开关阀 V204、V205，利用正吹方式将罐体内的少量剩余未过滤液经V202排到缓冲槽16，这样使得罐体内残留水分尽可能减少，这样就能完成系统的退水工作。第三是系统的反清洗再生阶段。在退水阶段结束后通过电路和程序控制系统开启系统的反清洗装置。开启开关阀V206和清洗泵P3将酸回收槽7的液体流到微滤膜管罐体 E21清洗微滤膜管。图4是着色槽液净化机的结构设计图。它将经过处理的着色槽液进行净化，具体是从抽渣槽10流出来的废液进到微滤膜罐体E31，净化后大部分净化水流到着色槽9，少部分净化水回流到缓冲槽。着色槽9的净化水循环到表面处理各工艺，在反清洗阶段时部分用来清洗带式过滤机的滤带。工作流程分为四阶段第一是废液过滤分离阶段。此阶段启动开关阀V301、V306、V307和泵P31，抽渣槽 10流出来的废液进到微滤膜罐体E31，经过微滤膜的过滤分离，净化水循环流到着色槽9。第二是退水阶段。此阶段关闭开关阀V301和泵P31，启动空气压缩机E1、开关阀 V305，利用正吹方式一方面将罐体内的少量剩余未过滤液经V302排到缓冲槽16，另一方面微滤膜管内的澄清液经V303循环回到抽渣槽10，这样使得罐体内残留水分尽可能减少，这样就能完成系统的退水工作。第三是系统反吹排渣阶段。在退水阶段完成后，净化机马上转进反吹排渣阶段。此时启动带式过滤单元E12，在空气压缩机El和汽缸C3、C4作用下，将附在微滤膜管上的截留物质剥离，被剥离的废渣通过开启微滤膜管罐体E31底盖排放到E32上，剥离物通过E32 脱水经刮刀排出。排渣结束即关闭微滤膜管罐体E31底盖，E32继续运行一段时间，将其滤带上的渣彻底排出。E32停止前，开启系统的反清洗装置。第四是系统的反清洗再生阶段。在反吹排渣阶段结束后通过电路和程序控制系统开启系统的反清洗装置。开启清洗泵P3将酸回收槽7的液体流到罐体E31清洗微滤膜管。 开启清洗泵P32将清液回流槽4内的澄清液经滤带清洗阀V309清洗带式过滤单元E32运行中的滤带。图5是封孔槽液净化机的结构设计图。它直接将封孔槽液进行净化，具体是从封孔回收槽14流出来的废液进到微滤膜罐体E41中，净化后净化水流到封孔槽13。封孔槽 13的净化水循环到表面处理各工艺。对于封孔回收槽14的废液进行净化时不需要脱水排渣，工作流程分为三阶段第一是废液过滤分离阶段。此阶段启动开关阀V401、V407和泵P41，封孔回收槽 14流出来的废液进到微滤膜罐体E41，经过微滤膜的过滤分离，净化水循环流到封孔槽13。第二是退水阶段。此阶段关闭开关阀V401和泵P41，启动空气压缩机E1、开关阀 V404、V405，利用正吹方式将罐体内的少量剩余未过滤液经V402排到缓冲槽16，这样使得罐体内残留水分尽可能减少，这样就能完成系统的退水工作。第三是系统的反清洗再生阶段。在退水阶段结束后通过电路和程序控制系统开启系统的反清洗装置。开启开关阀V406和清洗泵P3将酸回收槽7的液体流到罐体E41清洗微滤膜管。本实用新型能够配合无氟无氨四合一铝型材表面处理的各道工艺流程同步运行， 在不加入絮凝剂的情况下，实现处理液的在线净化并可以循环使用净化后的清水以及将截留物质残渣进行脱水而达到回收铝渣的目的。本装置与铝型材表面处理的各道工艺的水洗槽形成闭路循环，实现废水零排放，不但大大节约水资源而且对环境没有造成任何污染，净化装置除了能够水循环净化还能够将截留物质进行脱水，脱水后的废渣可以被回收有效利用。以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种在无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中使用的在线水循环净化装置，无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺包括碱性除油槽(1)、碱回收槽O)、抽渣槽(3)、清液回流槽G)、水洗待料槽(5)、氧化槽(6)、酸回流槽(7)、酸回收补水槽(8)、着色槽(9)、抽渣槽(10)、清液回流槽(11)、PH值控制槽(12)、封孔槽(13)、封孔回收槽(14)和封孔回收补水槽(15)，其特征在于，所述在线水循环净化装置包括分别与空气压缩机(El)、酸回流槽 (7)、着色槽(9)及抽渣槽(10)连接的着色槽液净化机(19)、分别与空气压缩机(El)、酸回流槽(7)及氧化槽(6)连接的氧化槽液净化机(18)、分别与空气压缩机(El)、酸回流槽 (7)、清液回流槽⑷及抽渣槽(3)连接的碱槽液净化机(17)和分别与空气压缩机(El)、酸回流槽(7)、封孔槽(1 及封孔回收槽(14)连接的封孔槽液净化机(20)，所述碱槽液净化机(17)、氧化槽液净化机(18)、着色槽液净化机(19)和封孔槽液净化机00)均连接缓冲槽(16)和空气压缩机(El)。
2.根据权利要求1所述的一种在无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中使用的在线水循环净化装置，其特征在于，所述碱槽液净化机(17)包括微滤膜罐体(E11)、开关阀 (V101、V102、V103、V104、V105、V106、V107、V108、V109、V110)、泵(P3、P11、P12)、带式过滤单元(E12)、汽缸(Cl)和汽缸(C2)。
3.根据权利要求1所述的一种在无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中使用的在线水循环净化装置，其特征在于，所述氧化槽液净化机(1 包括微滤膜罐体(E21)、开关阀 (V201、V202、V203、V204、V205、V206、V207)、泵(P3)和泵(P21)。
4.根据权利要求1所述的一种在无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中使用的在线水循环净化装置，其特征在于，所述着色槽液净化机(1 包括微滤膜罐体(E31)、开关阀 (V301、V302、V303、V304、V305、V306、V307、V308、V309)、泵(P3、P31、P32)、带式过滤单元 (E32)、汽缸(C3)和汽缸(C4)。
5.根据权利要求1所述的一种在无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中使用的在线水循环净化装置，其特征在于，所述封孔槽液净化机00)包括微滤膜罐体(E41)、开关阀 (V401、V402、V403、V404、V405、V406、V407)、泵(P3)和泵(P41)。
专利摘要本实用新型专利公开了一种在无氟无氨四合一铝型材表面处理工艺中使用的在线水循环净化装置，包括碱槽液净化机、氧化槽液净化机、着色槽液净化机、封孔槽液净化机，碱槽液净化机和着色槽液净化机这两个净化机的流程包括微滤膜分离阶段、退水阶段、反吹排渣阶段和反清洗再生阶段；而氧化槽液净化机和封孔槽液净化机的流程包括微滤膜分离阶段、退水阶段和反清洗再生阶段，各阶段均由电路和程序控制。本新型首次将微滤膜分离技术应用在无氟无氨四合一铝型材表面处理中，提出对铝型材表面处理工艺各工序的水洗槽分别进行净化和循环的方案及不投放絮凝剂就能实现废渣回收综合利用，节省水资源，降低铝型材表面处理成本，实现无氟无氨四合一铝型材表面处理的废水零排放。
文档编号C23C22/86GK202220201SQ20112031995
公开日2012年5月16日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者周开颜, 曹健, 林洁丽, 潘荣章 申请人:曹健, 林洁丽