YS酸洗磷化废水如何处理
2014-10-15 20:14:16 来源：上海伊爽水处理
酸洗磷化废水工程
处理的水量较小，一般是几十吨到一两百吨每天，采用二级除磷，不上生物处理系统。一级反应池加石灰和烧碱，一级混凝池加PAM，出水经沉淀后进入二级反应池，池内加石灰和PAC，再到二级絮凝池，池内加PAM，*后进二沉池。沉淀后出水进入pH回调池，用硫酸回调pH值值6-9。一般来说经过这样处理出水很清澈，COD完全可以达标，总磷也很低，但若是进水含磷太高的话（超过2g/L），出水磷达标（小于0.5mg/L）较困难。
像这种情况，通常可能是pH太低，磷酸钙沉淀不了，PAM在低pH值的情况下效率不高，影响絮凝效果。若不是pH值的问题，建议增加PAC投放装置，加大PAM的投加量，PAC和PAM配合使用效果还是很良好的。另外，一级除磷系统是不可能处理高含磷废水达标的。还有酸洗磷化废水含有机物太少，上生物处理不太适合。
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你这种废水，磷酸盐主要来自化学抛光工序，一般用的都是磷酸和其他酸混合使用，然后是阳极氧化、染色等，但后者基本没磷酸盐。水质COD都是几十以下，但PH值都是相当低，要有效去除磷，只有加石灰才能除磷（不能加氢氧化钠或其他碱辅助调节PH值），PH一般要10以上，PH值越高，除磷效果越好，然后加入PAM絮凝、沉淀，过滤，后续根本不用上生化。出水加其他铁盐、铝盐纯粹是扯谈。
2、但有一点注意，加入石灰的量是相当多，因此污泥也多，需要设置二级沉淀（两个沉淀池串联使用），压滤机面积要比平时其他混凝沉淀处理要加大至少3倍。
酸洗磷化废水COD较低，污染物简单，通常情况下不需要上生化处理设施。单纯物理处理即可，但一般要采用二级除磷，另外要保证反应的pH值，除磷剂（通常为石灰）要过量。我通常的设计方案是：调匀池---->一级反应（石灰、片碱）---->一级混凝（PAM）---->一沉池---->二级反应（石灰、PAC）---->二级混凝（PAM）---->二沉池---->pH回调池（硫酸）---->过滤罐（石英砂过滤）---->清水池---->标排口（或回用）。如果不回用的话，过滤罐可不用。正常情况下出水可以达标。此方案的缺点是药品用量较大，污泥较多。
磷化废水处理
磷化废水是金属表面处理的前处理，一般有除油除锈、表调、磷化钝化。有简单磷化就是用磷酸与硫酸和硝酸，也有要求高的专用磷化剂（有水剂和粉剂产品），粉剂产品相对产泥较多。喷涂有喷粉和喷漆。如果是喷粉则排放的废水就是前处理废水包括磷化废水。
一、磷化废水处理工艺
为使生产废水中的污染物达标排放，工程采用化学沉淀一混凝气浮一活性一炭吸附工艺对酸洗磷化废水进行了处理，出水水质能稳定地达到《国家一级排，放标准》（GB8978一1998）。
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*级反应器，投加NaOH调设pH值，控制混凝沉淀的*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，*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。
磷化废水处理工艺流程图
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*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*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*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。
*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*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*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*佳。
酸碱废水是废水处理时*常见的一种。酸性废水主要来自钢铁厂、化工厂、染料厂、电镀厂和矿山等，废水处理要重点治理含有各种有害物质或重金属盐类。废水处理中酸的质量分数差别很大，低的小于1％，高的大于10％。碱性废水主要来自印染厂、皮革厂、造纸厂、炼油厂等。废水处理时，会遇到含有机碱或含无机碱。碱的质量分数有的高于5％，有的低于1％。酸碱废水中，除含有酸碱外，常含有酸式盐、碱式盐以及其他无机物和有机物。
酸碱废水具有较强的腐蚀性，如不加治理直接排出，会腐蚀管渠和构筑物；排入水体,会改变水体的pH值,干扰，并影响水生生物的生长和渔业生产；排入农田，会改变土壤的性质，使土壤酸化或盐碱化，危害农作物；酸碱原料流失也是浪费。所以酸碱废水应尽量回收利用，或经过处理,使废水的pH值处在6～9之间,才能排入水体。酸碱废水处理的一般原则是：
(1)高浓度酸碱废水，应优先考虑回收利用的废水处理法，根据水质、水量和不同工艺要求，进行厂区或地区性调度，尽量重复使用：如重复使用有困难，或浓度偏低，水量较大，可采用浓缩的废水处理法回收酸碱。
(2)低浓度的酸碱废水，如酸洗槽的清洗水，碱洗槽的漂洗水，应进行中和废水处理。
对于中和处理，应首先考虑以废治废的废水处理原则。如酸、碱废水相互中和或利用废碱(渣)中和酸性废水，利用废酸中和碱性废水。在没有这些条件时，可采用中和剂废水处理。
高浓度酸碱废水的回收利用
对于高浓度含酸（一般在10％以上）、含碱（一般在5％以上）废水,首先应根据水质、水量和不同工艺要求，进行厂区或地区性调度，尽量重复使用；如重复使用有困难,或浓度较低,水量较大，可采用浓缩的方法回收酸碱。
目前含酸废水回收利用的方法主要有：浸没燃烧高温结晶法、真空浓缩冷冻结晶法和自然结晶法。浸没燃烧高温结晶法的基本过程是：将煤气燃烧所产生的高温气体直接喷入待蒸发的废液,去除废液中的水分,浓缩并回收酸类物质。这种浓缩方法适用于处理大量废水，其优点是热效率高，回收的再生酸浓度较高(可达42.6％)；缺点是酸雾大，防腐蚀要求较高，并须有可燃气体来源。真空浓缩和自然结晶法的基本过程是：利用真空减压法降低含酸废水的沸点,以蒸发水分,浓缩并回收酸类物质。这种浓缩方法的优点是自动化程度较高，酸雾问题易于解决；缺点是回收的再生酸浓度较低（仅为18～20％）；需用耐酸防腐蚀材料较多，设备投资较大。自然结晶法主要是利用含酸废水制取硫酸亚铁、硫酸铵等化工原料和化学肥料。此外，还可用渗析法、离子交换法回收酸、碱物质。在水处理工艺中，也可将酸性废水用于给水软化的磺化煤再生和用于水质稳定等。
低浓度酸碱废水的处理 对于低浓度含酸 （4％以下）、含碱（2％以下）废水,还没有经济有效的回收利用方法。为避免酸碱废水造成危害，应在排放前加以处理。处理的方法主要是中和法。在含酸废水中加入碱性物质，或在含碱废水中加入酸性物质,进行中和反应,使之生成盐类物质和水。酸碱废水的中和方法主要有三种：
①有条件时，应利用酸、碱废水相互中和，或利用碱性废渣中和含酸废水，或利用废酸、烟道气等中和含碱废水。这种方法节省中和药剂，设备简单，处理费用低；但酸碱废水流量及浓度时有变化，处理效果往往不稳定。
②如无碱性废水或碱性废渣可利用，一般向含酸废水投加中和药剂或采用过滤中和法。投药中和法是将碱性药剂，例如石灰(CaO)、石灰石(CaCO)、电石渣［含Ca(OH)］苛性钠(NaOH)、碳酸钠(NaCO)等，以溶液、乳浊液或粉末状态均匀投入酸性废水,经过充分反应,使废水得到中和。这种方法适用于各种含酸废水，适应性强，处理效果比较稳定，可以达到排放要求，设备也较简单；但沉渣量大，不易处理。过滤中和法是使含酸废水通过具有中和能力的滤料层（如石灰石、白云石、大理石等）发生中和反应，消除酸性物质。适用于处理较洁净的含有盐酸、硝酸和低浓度的硫酸废水。硫酸浓度一般应不超过2克／升,以避免硫酸钙的生成量超过其饱和溶解度，发生沉淀覆盖在滤料的表面，阻碍中和反应的进行。此法运行管理简单，处理费用低，出水pH值稳定，产生的沉渣较少；缺点是进入中和滤池的硫酸浓度有限制。中和滤池目前有两种型式：普通中和滤池和升流膨胀式中和滤池。普通中和滤池一般为重力式，由于滤速低（一般为每小时1～1.5米,*大不超过5米）、滤料粒度大(一般为5～8厘米)，如进水硫酸浓度较高，滤料表面就会结垢，处理效果不理想。升流膨胀式中和滤池由于采用小颗粒滤料（粒度一般为0.5～3毫米）和高滤速（一般为50～70米／时），处理效率比普通中和滤池高得多，并可处理硫酸浓度较高的废水。为了防止小颗粒滤料在升流膨胀式中和滤池中溢出池外，并提高大颗粒滤料的利用率，又出现了变滤速的升流膨胀式中和滤池。其滤速在池下部不宜小于60米／时，在池上部宜采用15～20米／时。用中和法处理含酸废水，如用含碳酸钙成分的物质进行中和,往往产生大量的二氧化碳,使出水的pH值约在5.5～6.0之间，不能达到排放标准。对此，可采用吹脱法去除二氧化碳，提高pH值。
③在无含酸废水或烟道气可供利用时，含碱废水须采用加酸处理，主要是投加工业硫酸、盐酸或硝酸。这样虽可达到中和目的，但增加了废水处理费用。
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