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磷化廢水處理工藝

日期:2017/07/22 14:41

一、磷化廢水的主要特征:

磷化廢水中除含有大量的磷酸鹽、鋅離子、酸堿物質及有機物外,根據生產工藝不同,有時還含有一定量的鎳離子、銅離子或鉛離子等重金屬和表麵活性劑等汙染物,成分複雜,處理難度較大。目前,對此類廢水的處理主要以物化法為主,即根據不同處理對象和處理目的采用分布沉澱、氣浮、過濾、活性炭吸附和膜分離技術等組合工藝。在工藝選擇時,既要考慮減少工藝環節,降低工程投資和運行操作難度,又要考慮不同汙染因子間的相互幹擾,降低處理效果。酸洗磷化廢水中的主要汙染因子是磷酸鹽和鋅離子,其中磷酸鹽也是該類的難點。
二、磷化廢水的存在形式

磷酸鹽排放量大,主要以磷酸二氫鋅等無機鹽類的形式存在,此外還有COD、石油類和懸浮物等汙染物。當前磷化廢水的在工程實踐中的主流處理工藝為:化學沉澱/混凝氣浮/砂濾/活性炭吸附,工藝複雜,投藥量多,運行費用高。
三、處理工藝

磷化處理是對金屬材料及其製件表麵進行的一種化學再加工工藝。經磷化處理的金屬材料及其製品表麵形成浸入性磷酸鹽膜層,該膜層與金屬基體有良好的結合能力、耐磨性和對塗料的附著能力,因此,機械、鋼鐵等行業都采用磷化處理技術來製作機械零件的防護層。磷化處理工藝一般包括堿洗除油、熱水漂洗、冷水漂洗、酸洗除鏽、二次冷水漂洗及磷化等幾個步驟。在其過程中,主要產生堿洗乳化廢水、漂洗廢水、酸洗廢液及磷化廢液等多種廢水。 

含磷廢水處理目前應用較多的主要是化學沉澱法和生物法,生產處理多數用於處理有機磷廢水,電解和化學拋光中產生的含磷廢水主要以H2PO4-(pH=2~7)和HPO42-(pH=7~12)形式存在,可采用化學沉澱法處理。化學沉澱法的基本要求是:

l)加化學沉澱劑後,磷必須全部生成不溶性磷酸鹽;

2)生成的磷酸鹽沉澱經過濾能從廢水中全部去除,使廢水中的P≤lmg/L。
四、工藝簡介

1、  化學法除鋅

化學法除鋅有硫化物法和堿法混凝沉澱等。該工藝采用堿法混凝沉澱除鋅,因為Zn(OH)2溶度積常數Ksp=7.1×10-18,根據氫氧化物M(OH)n的沉澱-溶解平衡及水的離子積Kw=[H+][OH-],可以計算出使氫氧化物沉澱的pH值,即pH值=14-1/n×(log[Mn+]-logKsp)。投加NaOH調節pH值,控製混凝沉澱的較好pH值為8.5~9.0,在此條件下,Zn2+與NaOH反應生成Zn(OH)2沉澱,而完全除去。

2、石灰法化學沉澱除磷

投加石灰乳澄清液,調整pH值在10~11,廢水中的絕大部分磷酸鹽得以沉澱除去,石灰乳在除磷的同時還起到了中和作用。

3、混凝氣浮除磷、除油

加人絮凝劑使廢水中的殘磷和其他汙染物質發生混凝反應,產生的絮體與氣浮法產生大量微細氣泡礎附在一起,利用氣泡浮力將其帶出水麵。除磷的同時,還可以吸附去除油滴,氣泡上浮速度快,運行安全可靠,是一種經濟實用的除油技術。

4、活性炭吸附除磷

活性炭是水處理中較常用的吸附劑,具有良好的吸附性能和化學穩定性,不易破碎,氣流阻力小,常用的有粉末狀和粒狀,該工藝利用活性炭巨大的比表麵積,充分吸附廢水中的微量殘磷和其他汙染成分。

5、攪拌混勻裝置

一級、二級反應器都配有攪拌裝置,采用皮帶輪或減速器使槽中攪拌速度依次遞減,以滿足整個反應過程中不同階段的攪拌混勻需要,使得反應更徹底,更利於後麵的沉澱工序。工藝中的管道混合器使投加H2SO4時中和反應更易進行,可使出水pH值完全達標。

6、重力或水壓作用排泥

係統中一級、二級反應器和氣浮池中產生的汙泥或浮渣都靠重力或水壓作用定期排人汙泥濃縮池濃縮,再經自然幹化後外運填埋,濃縮池的上清液回流至調節池進行物化處理。

7、反衝洗和脫附

係統中矽砂過濾器和活性炭吸附器都需要定期進行反衝洗,以防堵塞,其產生的廢水回流至調節池。另外,為使活性炭再生,采用高溫加熱再生法活化,利用水蒸氣來對活性炭過濾器中的顆粒炭進行脫附以保證正常的吸附效果。