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酸洗磷化废水处理工艺

产品时间:2020-09-29

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简要描述:

酸洗磷化废水处理工艺
磷化是常用的前处理技术,原理上应属于化学转换膜处理,主要应用于钢铁表面磷化,有色金属(如铝、锌)件也可应用磷化。磷化的目的主要是给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀;用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力;在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。

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酸洗磷化废水处理工艺

  磷化生产线工艺为预碱洗-碱洗-水洗-表调。在磷化工序前需对钢件进行脱脂处理,以除去表面的油污,脱脂采用喷淋工艺,脱脂液通过脱脂槽循环使用,间歇排放,定期补充脱脂粉,故有少量废水产生;表调、磷化也采用喷淋工艺,分别通过表调、磷化槽循环使用,定期排放,需定期补充表调、磷化液,故表调、磷化工序也有少量废水产生;在脱脂、磷化后的清洗工艺中将产生清洗废水,清洗槽采用溢流出水。酸洗磷化废水中含有还有大量的金属离子、磷酸盐以及酸。若不及时处理会对周边环境造成一定的影响。

  废水处理的重点是去除 PO43-、Fe2+,因含有机物太少,不适合生物处理,所以采用物化处理。废水中的磷一般具有3种形态:正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷化合物。磷化废水中主要为正磷酸盐,正磷酸盐是可以被化学沉淀的,废水中的磷酸根离子能与多种金属离子发生反应,生成磷酸盐沉淀,其中较常用的有钙盐、铁盐和铝盐3种,反应的方程式为:
 
  (1)3Ca2++2PO43-—Ca3(PO4)2↓PKS≈33
 
  (2)10Ca2++6PO43-+2OH-—Ca10(OH)2(PO4)6↓PKS≈90
 
  (3)Fe3++2PO43-—FePO4↓ PKS≈21
 
  (4)Al3++PO43-—AlPO4↓ PKS≈23
 
  由于Ca2+ 能和磷酸根形成多种形式的磷酸盐沉淀,这些沉淀较其他磷酸盐沉淀稳定,且Ca(OH)2比其他金属盐絮凝剂价格便宜,因此本实验采用价廉且沉淀效果较好的Ca(OH)2作为主要的沉淀剂。采用化学沉淀与絮凝结合的方法去除磷化废水中的磷酸盐在pH值为8.5~9生成的沉淀量达到大,磷的去除率也达到大。废水pH至>9时,可达到较好的除磷效果,出水加酸回调。在化学沉淀的基础上再加入PAM为絮凝剂,提高了除磷效果。而废水中的Fe2+与OH-起化学反应生成Fe(OH)2沉淀去除了Fe2+。
 
  综合废水的水质水量决定了废水的处理工艺,另外考虑企业发展需要、场地大小及对环境的影响等因素,切合实际考虑设计方案。
 
  酸洗磷化废水处理工艺流程说明
 
  车间生产废水主要含有磷酸盐和Fe2+等物质,脱脂废液中含有大量清洗剂洗液,为了保证处理效果,减少运行成本,需要选用简便可行的处理工艺。
 
  磷化废水首先进入集水池,在该处理单元内进行水质水量和pH调节,通过加药系统加入氢氧化钙进行酸碱中和反应,将pH调到11.0,使综合废水中的磷酸盐和Fe2+生成沉淀,然后污水在PAC、PAM的作用下进入斜管沉淀池内,在斜管沉淀池进行固液分离,上层清水进入到缓冲池后经过泵提进入到溶气气浮机内进一步处理进行二次固液分离,出水进入到中间水池2,后经过机械过滤器进一步处理,终经过精过滤、超滤系统处理后达标排放。废水处理站中斜管沉淀池以及气浮机产生的污泥进入污泥池浓缩,然后经压滤机压滤成泥饼外运。

磷化污水处理是金属表面处理的前处理,一般有除油除锈、表调、磷化钝化。 磷化废水由金属涂装过程中脱脂、磷化产生,废水中主要含乳化油、脱脂剂、润滑油、表面活性剂、悬浮物、磷酸根以及酸、碱等有机或无机杂质污染物。综合排放废水有机物含量高,并有大量磷、油脂和悬浮物。

一、磷化污水处理工艺流程

为使生产污水中的污染物达标排放,工程采用化学沉淀一混凝气浮一活性一炭吸附工艺对酸洗磷化废水进行了处理,出水水质能稳定地达到《国家一级排,放标准》(GB8978一1998)。

成都磷化污水处理工艺流程针对酸洗磷化废水的特点及磷化排水情况,确定污水处理的重点是去除 PO43-、石油类和Zn2+,工程采用了化学沉淀一混凝气浮一活性炭吸附工艺对酸洗磷化污水进行了处理,处理工艺流程如图所示。

磷化车间含磷污水经调节池调节后,由泵提升至级反应器,投加NaOH调设pH值,控制混凝沉淀的pH值8.5~9.0,经过混合反应后,废水中的Zn2+与NaOH起化学反应生成Zn(OH)2。该废水投加混凝剂FeCL3·6H2O与少量高分子絮凝剂PAM经一级沉淀器反应去除Zn2+后,再进人中间水池。然后再由泵提升至第二级反应器,投加石灰乳澄清液,调整pH值在10~11,在二级沉淀器内投加混凝剂FeCL3·6H2O与少量高分子絮凝剂PAM,最终钙离子与磷酸根反应生成沉淀去除磷酸盐。废水中的Zn2+及磷酸盐去除后,再经过气浮装置及过滤进一步去除废水中的COD。为了使出水pH值完全达标,设计选用了管道混合器,以便加H2SO4中和后排放。

现磷化废水处理了的主要方法主要采用物化处理,主要目的是中和废水中的酸和碱以及去除废水中大量悬浮物、磷酸根离子、金属离子等。

常用的处理工艺为中和+混凝+高效斜管沉淀+气浮。

1、 化学法除锌

化学法除锌有硫化物法和碱法混凝沉淀等。该工艺采用碱法混凝沉淀除锌,因为Zn(OH)2溶度积常数Ksp=7.1×10-18,根据氢氧化物M(OH)n的沉淀-溶解平衡及水的离子积Kw=[H+][OH-],可以计算出使氢氧化物沉淀的pH值,即pH值=14-1/n×(log[Mn+]-logKsp)。投加NaOH调节pH值,控制混凝沉淀的pH值为8.5~9.0,在此条件下,Zn2+与NaOH反应生成Zn(OH)2沉淀,而完全除去。

2、石灰法化学沉淀除磷

投加石灰乳澄清液,调整pH值在10~11,废水中的绝大部分磷酸盐得以沉淀除去,石灰乳在除磷的同时还起到了中和作用。

3、混凝气浮除磷、除油

加人絮凝剂使废水中的残磷和其他污染物质发生混凝反应,产生的絮体与气浮法产生大量微细气泡础附在一起,利用气泡浮力将其带出水面。除磷的同时,还可以吸附去除油滴,气泡上浮速度快,运行安全可靠,是一种经济实用的除油技术。

4、活性炭吸附除磷

活性炭是水处理中吸附剂,具有良好的吸附性能和化学稳定性,不易破碎,气流阻力小,常用的有粉末状和粒状,该工艺利用活性炭巨大的比表面积,充分吸附废水中的微量残磷和其他污染成分。

5、搅拌混匀装置

一级、二级反应器都配有搅拌装置,采用皮带轮或减速器使槽中搅拌速度依次递减,以满足整个反应过程中不同阶段的搅拌混匀需要,使得反应更彻底,更利于后面的沉淀工序。工艺中的管道混合器使投加H2SO4时中和反应更易进行,可使出水pH值完全达标。

6、重力或水压作用排泥

系统中一级、二级反应器和气浮池中产生的污泥或浮渣都靠重力或水压作用定期排人污泥浓缩池浓缩,再经自然干化后外运填埋,浓缩池的上清液回流至调节池进行物化处理。

7、反冲洗和脱附

系统中硅砂过滤器和活性炭吸附器都需要定期进行反冲洗,以防堵塞,其产生的废水回流至调节池。另外,为使活性炭再生,采用高温加热再生法活化,利用水蒸气来对活性炭过滤器中的颗粒炭进行脱附以保证正常的吸附效果。

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