铝型材（词条“铝型材”由行业大百科提供）表面处理废水具有废水水质复杂，排放量和排放浓度变化大的特点。铝材表面处理废水中既含有重金属离子，也含有有机物，因此需要多种工艺联合处理，总体工艺路线较长，工艺配置繁杂，日常运行管理要求高，这些特点都给厂家带来不少困扰。
随着社会、政府对环保问题的日益重视，废水排放标准的提高已列入日程。为适应废水排放标准的提高，排污企业不得不加大对废水治理设备（词条“设备”由行业大百科提供）的投资和运营费用的投入。另一方面，随着清洁生产的推行，企业逐步认识到减排带来的好处。从长远来看，提高水的循环利用，减少污染物和废水排放是企业解决环保问题的最终途径。作为环保解决方案的提供者和环境工程的承担者，环保企业应担负起向污染企业和政府推荐和提供优选方案的重任。
2 处理目标的优选
在铝材行业，目前仍然把废水达标排放作为主要的处理目标。随着各行业清洁生产标准的推广，减排和回用已成为行业废水处理的公认优化目标。但是，要推行清洁生产，推动减排和回用却存在很多困难。首先是技术上的困难，只有提供较好的技术方案，才有可能提供较好的经济评估，而核心则是观念上的改变。在技术上，推行清洁生产应考虑全过程控制，只有通过工艺清洁化、设备密封化、运行自动化、计量精准化才有可能形成逐步改进的循环。这对企业的生产管理水平和设备投资水平提出较高的要求，需要企业所有者和管理人员统筹规划，而其基础是生产工艺技术的改进。作为环保治理企业，则需要向生产技术的提供者这一角色延伸，才有可能为客户提供较好的技术解决方案。只有深入了解生产工艺，了解污染的产生过程，才能提出减少污染产生的办法，提出适宜的废水回用的水质要求，乃至将污染物作为重要的资源加以回收再利用。
在确定回用水的水质指标上，可对比单纯以排放为目标和综合考虑生产需要确定适宜的水质以回用为目标的优劣。由于大多数企业对生产用水所需适宜的水质没有研究，且受城市污水回用规范的影响，大多数重金属废水的回用均按照自来水水质标准或参考城市污水回用水质标准确定。因此，废水回用处理的投资和运行成本均要高于排放处理，这给很多企业考虑废水回用设置了一道投资效益门槛。实际上在很多场合，上述水质要求远远超过生产实际需要。以单因子污染物F-为例，在铝材表面处理废水中，F-是处理达标的难点。按照GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》规定，F-应小于1mg/L，按照GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准和GB/T19923《城市污水再生利用 工业用水水质》规定，F-应小于10mg/L。在回用中单为满足F-达标要求，就要设置较长的工艺路线，投资和运行费用翻倍。但在很多实际用水场合，F-对生产工艺并无影响，甚至可完全不考虑专门去除F-。在这种情况下，废水回用方案比排放达标方案更简洁优化，投资和运行成本要小，且达到废水减排和重复利用效果。只有深入了解生产工艺要求，因地制宜确定生产回用水水质要求，才能通过经济性评估使企业做出优化的目标选择。
重金属废水处理目标的优选从根本上受观念的影响。如果污染企业认为污染治理是企业的负担，仅考虑应付排放标准，甚至仅为了环保验收和环保监管，无疑不会深入考虑处理目标的优选。只有广大企业认识到清洁生产可以成为企业的竞争力而不是企业的负担，才有可能加大在生态友好和资源节约方面的投资。对于环保企业，从自身利益出发，更希望放大排放规模，简化处理工艺。但是如果能从客户利益出发，提出重金属废水处理的优选目标和优化方案，可以为客户带来更大价值，实际上也有利于提升环保企业的竞争力。
3 处理方案的优选
处理目标的优选和处理方案的优选是相辅相成的问题。在处理目标确定后，应以多个子目标中的最低要求为约束条件进行工艺方案的组合匹配，以满足多目标的处理要求。铝材表面处理废水的处理方法可分为化学法、物理法和生物法，宜选用成熟可靠、适用性强的工艺，化学法中的混凝沉淀，物理法中的过滤、吸附和膜法得到广泛的应用。工程实践中，一般需要多种工艺方法组合才能达到处理目标，在确定了目标的前提下，如何选择工艺并进行组合决定了处理方案的优劣。在所有工艺中，化学沉淀法以其适应性强得到广泛应用，其包括氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法和铁氧体法。其中氢氧化物沉淀法由于可以达到多种重金属共沉的目的，得到广泛的应用。为了满足不同重金属离子反应和沉淀的最佳条件，往往需要多级混凝沉淀反应方可满足达标排放要求。在COD超标时，还需复合生物处理工艺降低COD满足排放标准要求。因此，在以达标排放为目的的处理方案中，每种污染物因子均需考虑并配套处理工艺。而在以生产回用为目的的处理方案优选中，则需要根据生产工艺用水要求确定工艺方案，不同的处理目标对工艺方案的选用、投资和运行费用产生巨大影响。较低的要求采用常规工艺即可满足要求，较高的水质要求则可采用化学沉淀和膜法组合达到要求。
以去除SS为目标的回用处理，沉淀和过滤即可达到目标。在多数情况下，铝材表面处理中的重金属废水再生回用需要分离废水中某一种或几种特定金属离子，以使水质满足循环使用要求，在较高浓度下，可采用一级或多级混凝沉淀工艺实现化学沉淀和固液分离。分离的目标产物以污泥的形式从水中去除。在以清洗为使用目的的回用中，可考虑悬浮物、微生物、NTU和SDI的去除，可采用微滤为处理工艺，不考虑可溶性盐类和有机污染物，这样既可满足废水回用要求，又可将回用设施造价和运行费用降至最低。对于需要去除低浓度重金属离子场合，则需要采用纳滤和反渗透工艺。但是，膜过滤稳定运行的前提是设计较好的前处理工艺。膜孔径越小，对前处理要求越高，工艺路线越长。因此在采用膜工艺进行回用处理时，更加需要结合处理目标优选膜过滤工艺。尽量降低膜组件的使用等级，可在工艺可靠性、投资、运行费用、水的回收率和浓水的处理等方面获得更多的优势。
不同膜分离工艺可以处理对象参考下表所示。由于微滤、超滤和反渗透对水的回收率依次下降，而对前处理要求逐步提高，因此其投资和运行费用大幅增长。
表1 膜分离技术比较
由此可见，结合目标优选进行方案优选才能使环保和清洁生产投资和获得最大的社会经济效益。
4 结语
综上所述，从为客户创造价值的角度出发，铝材表面处理废水处理的优选模型应进行升级。传统的废水处理方案优化的模型是以废水的排放量和排放浓度为输入，以水质达标排放或达标回用为约束条件，处理系统投资最低和运行费用最低的优选。从清洁生产的角度出发，处理方案的优选可以改进为以生产中的水平衡为输入，满足生产工艺要求为约束条件，以处理系统全生命周期费用最低为目标的优选问题。全生命周期的费用评估，不仅要考虑初投资和静态运行费用，还要考虑系统的使用寿命，将系统寿命期内所有费用折现进行对比，才有利于做出优化决策。在这种优化模型下，可寻求铝材表面处理废水处理的最佳方案，使节水、减排获得长期收益大于回用处理投入，从而使清洁生产具有持续性
这种优化模型的转型升级也对环保企业的转型升级提出要求，不能仅考虑达标处理，而要为客户提供价值，在企业价值链上从污染治理下游向生产工艺上游延伸。这既是挑战，也是机遇。
参考文献
[1] GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》
[2] GB 8978-1996《污水综合排放标准》
[3] GB/T19923《城市污水再生利用 工业用水水质》
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