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磷化廢水處理

磷化廢水是金屬表面處理的前處理，一般有除油除銹、表調(diào)、磷化鈍化。有簡單磷化就是用磷酸與硫酸和硝酸，也有要求高的專用磷化劑（有水劑和粉劑產(chǎn)品），粉劑產(chǎn)品相對(duì)產(chǎn)泥較多。噴涂有噴粉和噴漆。如果是噴粉則排放的廢水就是前處理廢水包括磷化廢水。

一、磷化廢水處理工藝

為使生產(chǎn)廢水中的污染物達(dá)標(biāo)排放，工程采用化學(xué)沉淀一混凝氣浮一活性一炭吸附工藝對(duì)酸洗磷化廢水進(jìn)行了處理，出水水質(zhì)能穩(wěn)定地達(dá)到《國家一級(jí)排，放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978一1998）。

廢水處理工藝流程針對(duì)酸洗磷化廢水的特點(diǎn)及磷化排水情況，確定廢水處理的重點(diǎn)是去除 PO43-、石油類和Zn2+，工程采用了化學(xué)沉淀一混凝氣浮一活性炭吸附工藝對(duì)酸洗磷化廢水進(jìn)行了處理，處理工藝流程如圖所示。

磷化車間含磷廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后，由泵提升至*級(jí)反應(yīng)器，投加NaOH調(diào)設(shè)pH值，控制混凝沉淀的*佳pH值8.5~9.0，經(jīng)過混合反應(yīng)后，廢水中的Zn2+與NaOH起化學(xué)反應(yīng)生成Zn（OH）2。該廢水投加混凝劑FeCL3·6H2O與少量高分子絮凝劑PAM經(jīng)一級(jí)沉淀器反應(yīng)去除Zn2+后，再進(jìn)人中間水池。然后再由泵提升至第二級(jí)反應(yīng)器，投加石灰乳澄清液，調(diào)整pH值在10~11，在二級(jí)沉淀器內(nèi)投加混凝劑FeCL3·6H2O與少量高分子絮凝劑PAM，*終鈣離子與磷酸根反應(yīng)生成沉淀去除磷酸鹽。廢水中的Zn2+及磷酸鹽去除后，再經(jīng)過氣浮裝置及過濾進(jìn)一步去除廢水中的COD。為了使出水pH值完全達(dá)標(biāo)，設(shè)計(jì)選用了管道混合器，以便加H2SO4中和后排放。

磷化廢水處理工藝流程圖

工藝說明

1、  化學(xué)法除鋅

化學(xué)法除鋅有硫化物法和堿法混凝沉淀等。該工藝采用堿法混凝沉淀除鋅，因?yàn)閆n（OH）2溶度積常數(shù)Ksp=7.1×10-18，根據(jù)氫氧化物M（OH）n的沉淀-溶解平衡及水的離子積Kw=[H+][OH-]，可以計(jì)算出使氫氧化物沉淀的pH值，即pH值=14-1/n×（log[Mn+]-logKsp）。投加NaOH調(diào)節(jié)pH值，控制混凝沉淀的*佳pH值為8.5~9.0，在此條件下，Zn2+與NaOH反應(yīng)生成Zn（OH）2沉淀，而完全除去。

2、石灰法化學(xué)沉淀除磷

投加石灰乳澄清液，調(diào)整pH值在10~11，廢水中的絕大部分磷酸鹽得以沉淀除去，石灰乳在除磷的同時(shí)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污染物質(zhì)發(fā)生混凝反應(yīng)，產(chǎn)生的絮體與氣浮法產(chǎn)生大量微細(xì)氣泡礎(chǔ)附在一起，利用氣泡浮力將其帶出水面。除磷的同時(shí)，還可以吸附去除油滴，氣泡上浮速度快，運(yùn)行安全可靠，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的除油技術(shù)。

4、活性炭吸附除磷

活性炭是水處理中*常用的吸附劑，具有良好的吸附性能和化學(xué)穩(wěn)定性，不易破碎，氣流阻力小，常用的有粉末狀和粒狀，該工藝?yán)�用活性炭巨大的比表面積，充分吸附廢水中的微量殘磷和其他污染成分。

5、攪拌混勻裝置

一級(jí)、二級(jí)反應(yīng)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(gè)反應(yīng)過程中不同階段的攪拌混勻需要，使得反應(yīng)更徹底，更利于后面的沉淀工序。工藝中的管道混合器使投加H2SO4時(shí)中和反應(yīng)更易進(jìn)行，可使出水pH值完全達(dá)標(biāo)。

6、重力或水壓作用排泥

系統(tǒng)中一級(jí)、二級(jí)反應(yīng)器和氣浮池中產(chǎn)生的污泥或浮渣都靠重力或水壓作用定期排人污泥濃縮池濃縮，再經(jīng)自然干化后外運(yùn)填埋，濃縮池的上清液回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行物化處理。

7、反沖洗和脫附

系統(tǒng)中硅砂過濾器和活性炭吸附器都需要定期進(jìn)行反沖洗，以防堵塞，其產(chǎn)生的廢水回流至調(diào)節(jié)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(duì)活性炭過濾器中的顆粒炭進(jìn)行脫附以保證正常的吸附效果。

二、磷化廢水處理工程

含多種金屬的磷化廢水中磷的處理研究

前，國內(nèi)外污水除磷技術(shù)主要有生物法和化學(xué)法兩大類，生物法如A/O、A2/O、UCT工藝，主要適合處理低濃度及有機(jī)態(tài)含磷廢水[化學(xué)法主要有混凝沉淀法、結(jié)晶法、離子交換吸附法、電滲析、反滲透等工藝，主要適合處理無機(jī)態(tài)含磷廢水，其中，混凝沉淀與結(jié)晶綜合處理 技術(shù)可以處理高濃度含磷廢水，除磷率較高，是一種可靠的高含磷廢水處理方法，同時(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多關(guān)于磷化廢水處理的技術(shù)文檔。

1.試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)主要試劑及儀器

試驗(yàn)藥劑：5%左右的石灰乳、10%Fe（C）l 蒸餾水；

試驗(yàn)儀器：200ml燒杯、50ml量筒、漏斗、中速定性濾紙、多功能磁力攪拌器（上海司樂儀器 廠）、722型光柵分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀 器有限公司）、XJ-Ⅲ消解裝置（韶關(guān)市市明天 環(huán)保儀器有限公司）、原子吸收裝置。

1.2試驗(yàn)過程和結(jié)果分析

1.2.1 PH對(duì)廢水各成分濃度的影響

取120ml廢水，不加任何沉淀劑的情況下只用NaOH調(diào)節(jié)其PH，分析原水各組分的變化，當(dāng)總磷的PH在5到10的范圍內(nèi)變化十分明顯，原因是磷酸的三步離解產(chǎn)生H+被OH-消耗使得平衡向右移動(dòng)產(chǎn)生的PO43-也逐漸增多在廢水中的一部分金屬就與PO43-結(jié)合形成沉 淀，從而使總磷集聚下降。但當(dāng)PH繼續(xù)升高變化就不在明顯，原因可能是OH-開始與適合此PH沉淀的金屬反應(yīng)而非與PO43-。當(dāng)PH到 12的時(shí)候總磷稍有增加，其原因可能是Z （PO）42中的Zn2+轉(zhuǎn)化為ZnO2-，總磷又轉(zhuǎn)化為正 磷酸鹽。這樣，通過調(diào)PH大于9小于12，不僅 能降低廢水中的TP，也能去除一部分金屬離子。

下圖（圖1）PH的變化對(duì)水中COD的影響，有曲線可知PH在5～9的時(shí)候變化明顯，當(dāng) PH為11的時(shí)候稍有上升，PH為12時(shí)有開始下降。

下圖（圖2）金屬的變化。其中只有Zn2+隨 PH增大到11以后含量逐漸增大，其原因在于 Zn（OH）2的溶解度在在PH為8時(shí)候就已經(jīng)沉 淀完全，而在10.5時(shí)開始溶解，在PH到12～13 的時(shí)候完全溶解。其余金屬離子銅變化*大，鎳變化不明顯。據(jù)有關(guān)資料證實(shí)N（iOH）2開始沉 淀的PH為6.7～7.7，沉淀完全的PH為9.5，Cu（OH）2則在PH7～9沉淀完全，由圖看來，當(dāng)PH 大于11后又有變化，原因可能是離解的PO43- 與Cu2+反應(yīng)生成Cu3（PO）42沉淀促使Cu2+進(jìn)一 步降低。

*后可以得出結(jié)論：在利用沉淀劑沉淀時(shí)須考慮先后順序，在適合的PH范圍內(nèi)除*多的磷和金屬離子，以達(dá)到沉淀完全。

1.2.2 Fe3+除磷的試驗(yàn)

根據(jù)磷的含量計(jì)算出FeCl3的理論投加量 為65.4mg/l。常溫下，取磷化廢水120ml加入 10%的FeCl3溶液10ml，攪拌10分鐘，靜置后 過濾，取上清液分析磷的變化如表1：

從表1可見，盡管FeCl3投加量較理論投加量多，但是磷的去除率相對(duì)而言不是非常理想，從化學(xué)反應(yīng)的觀點(diǎn)上來看，藥劑的投加量取決于磷的存在量。但一般情況下，實(shí)際中化學(xué)藥劑的投加量都是大于根據(jù)化學(xué)式計(jì)算的投加量，這是因?yàn)槲鬯�中的氫氧根離子和金屬離子生成氫氧化物沉淀而消耗一定數(shù)量的金屬離子，雖然氫氧化物沉淀也吸附一部分的磷，但是不能去除廢水中溶解的磷。

1.2.3 C（aOH）2對(duì)廢水處理效果

由于Ca（OH）2與廢水中各元素發(fā)生反應(yīng) 較復(fù)雜，磷酸根在Ca（OH）2加入的同時(shí)，由于PH值的升高，可產(chǎn)生不同的化合物沉淀。 可能先生成CaHPO·42H2O而后產(chǎn)生較穩(wěn)定的 Ca10（PO）46（OH）2。其化學(xué)反應(yīng)為：

因此，本試驗(yàn)將以除磷的理論投加量為試 驗(yàn)投加量的標(biāo)準(zhǔn)。

試驗(yàn)一：常溫下，取磷化廢水120ml于 200ml燒杯中，緩慢加入5%的Ca（OH）2溶液 20ml攪拌10分鐘，靜置后過濾，取上清液對(duì)各 元素含量進(jìn)行分析，結(jié)果如表2所示。

由試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可知：在用石灰乳為沉淀 劑時(shí)，對(duì)銅、磷、鋅的處理效果較為理想，而對(duì)于 鎳則較差，其原因可能是Ni2+與OH-結(jié)合時(shí)間 較長，使得大量OH-與Zn2+和Cu2+先反應(yīng)。

1.2.4 FeCl3與Ca（OH）2投放的先后順序?qū)?廢水處理效果試驗(yàn)

（1）取120ml廢水，加5%的石灰乳20ml 攪拌10分鐘后，再加入10%的FeCl3調(diào)PH約 為8，繼續(xù)攪拌10分鐘靜置后過濾。取上清液進(jìn)行分析，結(jié)果如表3所示。

（2）取120ml廢水，加10%的FeCl310ml攪拌10分鐘后加入5%的石灰調(diào)PH約為8，繼續(xù) 攪拌10分鐘，靜置后過濾。取上清液進(jìn)行分析， 結(jié)果如表4所示。

經(jīng)試驗(yàn)處理的污染物均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)論

使用沉淀劑對(duì)磷化廢水進(jìn)行物化加料實(shí)驗(yàn)時(shí)，經(jīng)一系列對(duì)比后得出*佳工藝條件為：以 FeCl3為絮凝劑，石灰乳為沉淀劑兼PH調(diào)節(jié)劑效果*佳。