磷化废水处理技术

磷化废水处理技术

一、水质特点

磷化是指把金属放入含锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理,是金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜方法,所生成的磷酸盐保护膜称之为磷化膜。磷化等前处理对涂层的防锈能力和金属的防护能力起着较重要的作用。

磷化处理应用:钢铁表面磷化,有色金属工件磷化。

磷化工艺:除油→水洗→除锈→水洗→表调→磷化→水洗→烘干→后处理。

磷化废水则是指对金属表面进行处理过程中所产生的废水。主要包含碱洗乳化废水、漂洗废水、酸洗废液及磷化废液等多种废水。磷化废水中含有大量的磷酸盐、锌离子、酸碱物质及有机物;根据生产工艺不同,有时还含有一定量的镍离子、铜离子或铅离子等重金属和表面活性剂等污染物。磷化液中的游离态磷、重金属离子对自然环境具有较大的危害性,磷化后的工件清洗用水及废弃的磷化液均需处理达标后方可排放。

二、处理工艺现状

目前,对此类废水的处理主要根据不同处理对象和处理目的采用分步沉淀、气浮、过滤、活性炭吸附和膜分离技术等组合工艺。

以化学法为主的磷化废水的处理是在搅拌的状态下投加氢氧化钠中和废水并使金属离子生成氢氧化物沉淀,投加氯化钙使磷酸根生成磷酸钙、羟磷灰石沉淀。接着投加无机絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和有机絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)。PAC的作用为促使微小沉淀聚合,PAM作为有机高分子絮凝剂依靠其复杂的线性结构和带有一定电荷的基团吸附微小的沉淀,聚合为大块的团状沉淀,大大加速沉淀过程。处理完后的废水进入沉淀槽内进行沉淀,底部沉淀的污泥打至污泥槽进行压滤,上层清液溢流至与其它废水混合后进行下一步生化处理。

磷化废水处理过程中发挥作用的为氢氧根离子和钙离子,工艺中钠离子及氯离子不参加反应,物料有效利用率低,不符合绿色化学的原则,处理运行成本偏高。两种药剂搭配使用的比例不容易控制,常导致出水水质不达标需进行二次处理或者药剂超量使用带来浪费,无形中增加了该处理工艺的管控难度。处理完成的磷化废水再次与其它废水进行混合处理,增加了总体废水的处理量,增加了运行成本。

三、工艺优化

对于周期性排放的槽液先中和,然后沉淀过滤。把槽液的pH值降到7.5~8.5,中和剂可选用Ca(OH)2,因为Ca2+在碱性条件下可使溶液中PO43-、重金属离子等沉淀析出,以减少这些离子的浓度,进一步降低后续处理单元的处理负荷。

为降低涂装前处理废水的处理难度及处理费用,应选用中性或弱碱性除油剂;抑制酸雾好、使用寿命长的除锈剂;长寿命的表面调整剂;既无亚硝酸钠又无镍的低锌或中锌磷化液;尽可能不采用磷化后钝化工艺。

选择合适的废水治理方法。可根据废水治理的具体要求,从治理设备、场地、废水量、药剂的废水治理等多方面因素考虑。根据磷化污染物的含量特点,中和凝聚沉淀法可有效降低污染物含量,达到排放标准。在本工艺中投入凝聚剂Al2(SO4)3能够去除废水中的PO43-,降低SS及COD值;沉淀后出水经气浮除渣除悬浮物后与厂区生活污水一起进入生化工艺处理,末端设置MBR工艺,使废水达到回用标准。

综上,优化后的工艺如下:

除油+(一级pH调节+混合反应+综合沉淀)+(二级pH调节+高效混合反应+沉淀澄清)+气浮+A2O+MBR

四、注意事项

在一定的Al2(SO4)3剂量下,最大限度降低废水中COD值的关键技术是准确掌握调整废水的pH值。若能适当提高凝聚剂的酸度,则可进一步减少药剂的投加量,效果好且成本低。准确控制废水的pH值,废水中Zn2+浓度可降低在0.1mg/L以下。因此,从物耗、排放水质的特点上来综合衡量,废水中的pH值严格调节至8时为最佳控制条件。所以,投加Al2(SO4)3后,再用中和剂调节pH值为8时能够有效降低废水中杂质以及SS、COD的含量,并在此pH值范围内有利于投加聚丙烯酰胺后絮凝沉淀的作用,达到净化效果,使磷化废水能在达标排放。

如果混合水显碱性,在加铝盐之前应先降低pH以减少Al(OH)3沉淀。

在工艺选择时,要考虑减少工艺环节,降低工程投资和运行操作难度;在处理过程中应避免不同污染因子间的相互干扰,降低处理效果。

处理出水尽量考虑回用,以减轻对水环境的污染负荷,节约水资源。

综上所述,优化后的“除油+(一级pH调节+混合反应+综合沉淀)+(二级pH调节+高效混合反应+沉淀澄清)+气浮+A2O+MBR”的新型组合工艺具有明显优势。

         该新型组合工艺由上海环钻环保科技股份有限公司自主研发,有针对性地有效解决磷化废水处理问题。


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