1 前言
近年来，随着我国大规模基建投资和城镇化进程的快速推进，中国铝型材行业发展迅速。铝型材企业在提供美观大方、持久耐用的铝合金幕墙及门窗型材的同时，也带来了不少环保问题。其中就包括表面处理废水对环境的污染。国内铝型材的表面处理过程中的废水主要包括酸水洗废水、碱水洗废水、喷涂生产废水等多种废水。
目前，大部分铝型材企业表面处理排放废水都是经过普遍的中和沉淀处理后直接排放，虽然水质符合GB 21900-2008[1]的要求，但对环境仍会造成污染，而且浪费水资源。这就需要寻找一种更好的方法来解决。而中水回用技术则是一种很好的方法可以有效的解决这些问题。下面将详细介绍一下该技术。
2 中水回用技术
所谓“中水”[2]是指可重复利用的“再生水”，其水质介于新鲜水与污水之间；是污水经处理后达到回用水水质标准的水。
中和沉淀处理方法：各表面处理生产工序排出的废水先经过一个中和调节池中和，同时，不断的鼓入空气使中和完全。当中和的废水符合排放要求后，进入沉淀池，使沉淀和清水分离。最后将水排出。
与一般的废水处理方法相比，中水回用是将沉淀后的清水进行再处理，回收并用于铝型材表面处理用水。废水回收率能够达到80％以上，为企业乃至社会节约资源。
某铝型材加工企业水质情况如表1所示，采用中和沉淀处理后的水质见表2，经过中水回用处理的废水可以达到GB5749-2006[3]的要求。主要的水质指标如表3所示。对比表2和表3可以看出，污染物显著降低，水质明显提高。下面将对中水回用中的关键技术进行详细说明，中水回用的具体步骤如图1所示。
回用水的水源，经过砂滤和碳滤后，进入超滤，超滤后的水进入中间水池，在高压泵的作用下进入反渗透，反渗透的产水就是回用的成品水。
表1 某企业废水水质情况
表2 某企业排放口水质（中和沉淀处理）
表3 生活饮用水卫生标准GB5749-2006
图1 中水回用处理步骤
砂滤和碳滤净化的原理相同，即是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程。碳滤和砂滤的作用包括：
（1）降低水浊度，进一步去除水中的生物絮体和悬浮物，使出水更加透明；
（2）降低出水的有机物含量，同时去除一些盐类、石灰等沉积物；
（3）除去水中尺寸较大的杂质，为后续处理做准备。
2.2 膜分离
2.2.1 常见分离膜
膜分离是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等。四种常见的分离膜如表4所示：
表4 四种常见分离膜
本文介绍的中水回用工艺中主要用到超滤和反渗透。
2.2.2 超滤(UF)
超滤是一种与膜孔径大小有关的筛选过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中的体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液净化、分离和浓缩的目的。超滤原理如图2所示。
图2 超滤原理示意图
2.2.3 反渗透（RO）
一般情况下，水分子或其它溶剂分子是从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液，即是渗透。而反渗透是与此过程相反，通过在浓度高的一侧施加压力，使水分子或其它溶剂分子从浓度高的一侧运动到浓度低的一侧，从图3可以看出，反渗透膜将其他所有的离子截留，所出的水为无离子水。
反渗透系统是本流程中最主要的脱盐装置，具有极高的脱盐能力。通过利用反渗透膜特性除去水中绝大部分可溶性盐分、胶体、有机物及微生物。
经过预处理后合格的原水进入置于压力容器内的膜组件，水分子和极少量的小分子量有机物通过膜层，经收集管道集中后，通往产水管再注入反渗透水箱，这部分水约占原水的80％。反之，不能通过的就经由另一组收集管道集中后通往浓水排放管，排出系统外或排出过滤箱。
图3 螺旋卷式反渗透膜组件
（1）反渗透膜分离过程是纯物理过程，无相变、无化学反应；
（2）经处理后水质好，完全符合工业用水要求，促进企业可持续发展；
（3）膜在水处理工艺中所起的作用不仅仅是物质分离和浓缩，它还对出水质量进行把关，可以按照要求达到不同的水质标准。
3 中水回用在铝型材行业中的应用前景
3.1 符合环保政策
《中华人民共和国国民经济与社会发展第十二个五年规划纲要》中明确提出要大力推进污水再生利用工作，同时也确定了新的水污染物总量减排目标：单位工业增加值用水量降低30％，化学需氧量排放减少8％。
目前，各大型铝型材生产企业废水均得到有效治理，污染物排放浓度可以满足国家排放标准要求，依靠深度处理削减既有污染物排放量的潜力不大，
只有通过中水处理后利用，大幅度提高废水回用率，才能实现“十二五”主要污染物控制目标。另外，随着政府对环保要求的不断加大，该技术完全符合《中华人民共和国清洁生产促进法》的要求。
3.2 回用技术推广前景大
目前铝型材表面处理中的废水处理方法多以中和沉淀后直接排放的方式为主，不仅造成资源浪费，而且仍旧存在污染。本文主要是在铝型材行业现有的废水处理方法的基础上，推广一种更好的废水处理技术——中水回用技术。该技术是通过采用超滤、反渗透等技术，使废水回用率达到80％以上，极大的提高了水资源利用率。目前一套产水量为2000m3/d的中水回用设备费用约300多万元，建设成本很高，所以该技术的应用还处于起步阶段。但与现有的处理技术相比，表面处理废水经过中水回用处理后，工业水的回用率可以达到80％以上。从长远利益考虑，该技术可以有效的节约资源，大大的降低了生产成本，经济效益相当显著。应用前景十分广阔。
