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磷化废水处理工艺

简要描述:磷化废水处理工艺
磷化(phosphorization)是一种化学与电化学反应构成磷酸盐化学转化膜的进程,在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处置,使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法,叫做金属的磷酸盐处理,简称磷化。

  • 更新时间:2024-03-21
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详细介绍

处理量100m³/h

磷化废水处理工艺 磷化废水处理工艺

磷化(phosphorization)是一种化学与电化学反应构成磷酸盐化学转化膜的进程,在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处置,使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法,叫做金属的磷酸盐处理,简称磷化。经磷化处理的金属材料及其制品表面形成浸入性磷酸盐膜层,其中磷化膜层为微孔结构,厚度一般在5~20μm,膜的颜色一般由暗灰到黑灰色,与基体结合牢固。机械工业经常使用磷化作为零件的保护层.磷化膜首要用作涂料的底层、金属冷加工时的润滑层、金属表面保护层和用作机电硅钢片的绝缘处置、压铸模具的防粘处置等。磷化处理是金属表面涂装重要的预进程,钢铁工件磷化处理后能明显提高底材与漆膜的附着力,提高弯曲或冲击性能,同时提高漆膜的抗腐能力,并且工艺设备简单、操作方便、成本低廉,生产效率高,磷化处理工艺应用于工业已有90多年的历史,大致可以分为三个时期:奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速发展时期和广泛应用时期。

  磷化处理工艺一般包括磷洗除油、热水漂洗、冷水漂洗、酸洗除锈、二次冷水漂洗及磷化等几个步骤。在其过程中,主要产生碱洗废水、漂洗废水、酸洗废液及磷化废液等四种废水。

  1、磷化废水的工程实例

  1.1 磷化废水的水质

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  佛山顺德某五金喷涂公司,是一家金属表面代理代加工酸洗的企业。对体积大的加工件,进行打砂处置,细件进行酸洗磷化处置。该生产工艺过程中会排放一定量的废水。主要污染物为磷酸盐和COD等。工程规模为5m3/h。设计进出水水质指标见表1。

  1.2 磷化废水处理的工艺流程

  针对排水现状,确定重点处理污染物为COD和磷,本工程采用化学沉淀工艺对酸洗磷化废水进行处置,面对废水污染较严重的情况,采用二次化学沉淀。处理工艺流程如图1所示。

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  调节池安装pH控制仪,设计电路与加药泵联动,当酸洗磷化废水加入,pH仪器检测到水质为酸性时,发送信号给加药泵,加药系统工作,经加药泵提升,先投放NaOH,池底安装的曝气管运作,搅动水池混合水样,调节pH值,控制混凝沉淀的最佳pH值为8.5~9.0,混凝反应后,经pH控制仪器检测后,联动其他加药泵,投放CaCl2、PAC、PAM。CaCl2与水中磷酸盐产生反应,发生如下反应:Na2HPO4+CaCl2=CaHPO4+2NaCl。析出白色沉淀。

  PAC(聚合氧化铝)主要作为聚合剂,适用水质广泛,而且投加后对于水质其他影响较少,而广泛应用于废水处理工艺中。

  PAM(聚丙烯酰胺)为非离子型高分子有机絮凝剂,能在颗粒间构成更大的絮体,由此产生的巨大表面吸附作用。配合PAC能够提高水中悬浮颗粒的絮凝效果,净水能力提高20%。PAC、PAM主要作用都为去除水中COD和颗粒悬浮物,而PAC还有部分去除色度的能力,其中PAM作为有机絮凝剂,需要注意在投加时,不能过量,否则会影响最终COD的去除效果,导致COD反弹,出水不达标。

  废水经调节池进行一次混凝沉淀后,经过气动隔膜泵,提升至压滤机,因为污泥经浓缩、消化后,尚有约95%~97%的含水率,体积仍很大。污泥脱水可进一步去除污泥中的空隙水和毛细水,减少其体积。经过脱水处理,污泥含水率能降低到70%~80%,其体积为原体积的1/10~1/4,有利于后续运输和处置。通过板框压滤机进行固液分离,污泥按压成泥饼输送到污泥池,而滤液从压滤机自流入中间池。

  通过提升泵,废水由中间池提升至反应槽,进行二次混凝沉淀,经过与一次沉淀一样的工序后,废水在斜板沉淀槽短暂停留,利用层流原理,斜板沉淀槽能提高沉淀处理能力,比一般沉淀池处理能力提高7~10倍。悬浮物经由斜板沉淀至设备底部。而上清液经上方出口排放至砂滤过滤后排放至三角流量堰达标排出。而斜板沉淀槽底泥经由下方出口抽送到压滤机进行固液分离。

  1.3 主要设计参数

  (1)调节池:设计尺寸为3×3×2.5m,有效水深2m,有效容积18m3,停留时间2h,能够满足设计要求。

  (2)压滤机:过滤容积100L。按照设计水量5m3/h,根据相同工程数据计算,含湿泥量约为15%,湿泥量为0.75m3,压滤机过滤能力可以满足设计要求。

  (3)中间池:中间池主要作用为停留上一级处理后的废水,减缓水流速度,给下一级处理设备提供缓冲时间。设计尺寸为3×2.5×2m,有效水深1.6m,有效容积12m,设计停留时间2h,满足设计要求。

  (4)斜板沉淀槽:斜板沉淀槽是根据浅池沉淀理论设计出的一种高效组合式沉淀池,也称为浅池沉淀池。在沉降区域设置很多密集的斜管或斜板,使水中悬浮杂质在斜板或斜管中进行沉淀,水沿斜板上升流动,分离出的泥渣在重力的作用下,沿斜板向下滑至池底,再集中排出。这种池子可以提高沉淀效率50%~60%,在同面积上可以提高处置能力3~5倍。按照实际需要设备尺寸为3960×1760×3200mm,根据设计要求,底部斜角坡度设计为45°,沉淀区面积为8m2。进水口流速为1.11m/s,布水管流速为0.088m/s。

  (5)砂滤:砂滤是以天然石英砂,通常还有锰砂和无烟煤作为滤料的水过滤处理工艺过程。砂粒粒径一般为0.5~1.2mm,不均匀系数为2。经常使用于经澄清(沉淀)处理后的给水处置或污水经二级处理后的深度处置。按照原水和出水水质要求可具有不同的滤层厚度和过滤速率。主要作用是截留水中的大分子固体微粒和胶体,使水澄清。锰砂可以去除水中的铁离子。

  将砂滤加在整个工艺的最后,进行最后的过滤,优化处理效果。

  2、处理效果和分析

  2.1 监测结果

  从表2可以看出,酸洗磷化废水经过处理后,*符合表3排放标准。

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  2.2 结果分析

  在本次工程中主要采用化学沉淀法处理酸洗磷化废水,从表2监测结果可知,该工艺对各污染物指标均能达到较理想的去除率,其中对磷的去除率,平均能达到80%以上,达到了设计的预期目标,实现废水的达标排放。

  其中,在斜板沉淀池,没有投加药物,却实现了污染物指标的下降,主要的原因为上一级反应后,产生的悬浮物凝聚沉淀,而检测选取的为排放的上清液。而通过砂滤更精细的过滤,部分细小的悬浮物也被去除,导致最后三角流量堰取样检验时,污染指标的小幅度下降,优化了工艺的处理效果。

  为了实现酸洗磷化废水的达标排放,各处理单元都起到了重要的作用,其中控制反应pH值条件以及使其充分混匀是非常关键的。


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