涂装磷化废水.doc

涂装磷化废水处理设备 磷化废水是金属表面处理的前处理产物，前处理工艺包括除油、脱脂、表面调整、磷化等主要工序产生的主要废水为含油废水、含磷废水 磷化废水其生产工序为：脱脂→水洗→酸洗→水洗→喷洗→表面调整→磷化→热水洗→烘干 一、磷化废水处理工艺为使生产废水中的污染物达标排放，出水水质能稳定地达到（GB8978 一 1998）一级排放标准 废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，确定废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废水进行了处理，处理工艺流程如图所示 磷化车间含磷废水经调节池调节后，由泵提升至第一级反应器，投加 NaOH 调设 pH 值，控制混凝沉淀的最佳 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 中和后排放工艺说明工艺说明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，控制混凝沉淀的最佳 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 活性炭是水处理中最常用的吸附剂，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二、磷化废水处理工程含多种金属的磷化废水中磷的处理研究前，国内外污水除磷技术主要有生物法和化学法两大类，生物法如 A/O、A2/O、UCT 工艺，主要适合处理低浓度及有机态含磷废水[化学法主要有混凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗透等工艺，主要适合处理无机态含磷废水，其中，混凝沉淀与结晶综合处理 技术可以处理高浓度含磷废水，除磷率较高，是一种可靠的高含磷废水处理方法，同时可以查看中国污水处理工程网更多关于磷化废水处理的技术文档。

1.试验部分1.1 试验主要试剂及仪器试验药剂：5%左右的石灰乳、10%Fe（C）l 蒸馏水；试验仪器：200ml 烧杯、50ml 量筒、漏斗、中速定性滤纸、多功能磁力搅拌器（上海司乐仪器 厂）、722 型光栅分光光度计（上海精密科学仪 器有限公司）、XJ-Ⅲ消解装置（韶关市市明天 环保仪器有限公司）、原子吸收装置1.2 试验过程和结果分析1.2.1 PH 对废水各成分浓度的影响取 120ml 废水，不加任何沉淀剂的情况下只用 NaOH 调节其 PH，分析原水各组分的变化，当总磷的 PH 在 5 到 10 的范围内变化十分明显，原因是磷酸的三步离解产生 H+被 OH-消耗使得平衡向右移动产生的 PO43-也逐渐增多在废水中的一部分金属就与 PO43-结合形成沉 淀，从而使总磷集聚下降但当 PH 继续升高变化就不在明显，原因可能是 OH-开始与适合此 PH 沉淀的金属反应而非与 PO43-当 PH 到 12 的时候总磷稍有增加，其原因可能是 Z （PO）42 中的 Zn2+转化为 ZnO2-，总磷又转化为正 磷酸盐这样，通过调 PH 大于 9 小于 12，不仅 能降低废水中的 TP，也能去除一部分金属离子。

下图（图 1）PH 的变化对水中 COD 的影响，有曲线可知 PH 在 5～9 的时候变化明显，当 PH 为 11 的时候稍有上升，PH 为 12 时有开始下降下图（图 2）金属的变化其中只有 Zn2+随 PH 增大到 11 以后含量逐渐增大，其原因在于 Zn（OH）2 的溶解度在在 PH 为 8 时候就已经沉 淀完全，而在 10.5 时开始溶解，在PH 到 12～13 的时候完全溶解其余金属离子铜变化最大，镍变化不明显据有关资料证实N（iOH）2 开始沉 淀的 PH 为 6.7～7.7，沉淀完全的 PH 为 9.5，Cu（OH）2 则在PH7～9 沉淀完全，由图看来，当 PH 大于 11 后又有变化，原因可能是离解的 PO43- 与Cu2+反应生成 Cu3（PO）42 沉淀促使 Cu2+进一 步降低最后可以得出结论：在利用沉淀剂沉淀时须考虑先后顺序，在适合的 PH 范围内除最多的磷和金属离子，以达到沉淀完全1.2.2 Fe3+除磷的试验根据磷的含量计算出 FeCl3 的理论投加量 为 65.4mg/l常温下，取磷化废水 120ml加入 10%的 FeCl3 溶液 10ml，搅拌 10 分钟，静置后 过滤，取上清液分析磷的变化如表1：从表 1 可见，尽管 FeCl3 投加量较理论投加量多，但是磷的去除率相对而言不是非常理想，从化学反应的观点上来看，药剂的投加量取决于磷的存在量。

但一般情况下，实际中化学药剂的投加量都是大于根据化学式计算的投加量，这是因为污水中的氢氧根离子和金属离子生成氢氧化物沉淀而消耗一定数量的金属离子，虽然氢氧化物沉淀也吸附一部分的磷，但是不能去除废水中溶解的磷1.2.3 C（aOH）2 对废水处理效果由于 Ca（OH）2 与废水中各元素发生反应 较复杂，磷酸根在 Ca（OH）2 加入的同时，由于 PH 值的升高，可产生不同的化合物沉淀 可能先生成 CaHPO·42H2O 而后产生较稳定的 Ca10（PO）46（OH）2其化学反应为：2Ca（OH）2→2Ca2++4OH-2Ca2++HPO4-+4OH-→Ca2HPO（4OH）2+2OH-4Ca2HPO（4OH）2+2Ca2++2HPO4-→Ca1（0PO）46 （OH）2↓+6H2O[4]因此，本试验将以除磷的理论投加量为试 验投加量的标准试验一：常温下，取磷化废水 120ml 于 200ml 烧杯中，缓慢加入 5%的 Ca（OH）2溶液 20ml 搅拌 10 分钟，静置后过滤，取上清液对各 元素含量进行分析，结果如表 2 所示由试验结果对比可知：在用石灰乳为沉淀 剂时，对铜、磷、锌的处理效果较为理想，而对于 镍则较差，其原因可能是 Ni2+与 OH-结合时间 较长，使得大量 OH-与 Zn2+和 Cu2+先反应。

1.2.4 FeCl3 与 Ca（OH）2 投放的先后顺序对 废水处理效果试验（1）取 120ml 废水，加 5%的石灰乳 20ml 搅拌 10 分钟后，再加入 10%的 FeCl3调 PH 约 为 8，继续搅拌 10 分钟静置后过滤取上清液进行分析，结果如表 3 所示2）取 120ml 废水，加 10%的 FeCl310ml 搅拌 10 分钟后加入 5%的石灰调 PH 约为 8，继续 搅拌 10 分钟，静置后过滤取上清液进行分析， 结果如表 4 所示经试验处理的污染物均达到排放标准2 结论使用沉淀剂对磷化废水进行物化加料实验时，经一系列对比后得出最佳工艺条件为：以 FeCl3 为絮凝剂，石灰乳为沉淀剂兼 PH 调节剂效果最佳。