YS酸洗磷化廢水如何處理
2014-10-15 20:14:16 來源：上海伊爽水處理
酸洗磷化廢水工程
處理的水量較小，一般是幾十噸到一兩百噸每天，采用二級除磷，不上生物處理系統。一級反應池加石灰和燒堿，一級混凝池加PAM，出水經沉淀后進入二級反應池，池內加石灰和PAC，再到二級絮凝池，池內加PAM，*后進二沉池。沉淀后出水進入pH回調池，用硫酸回調pH值值6-9。一般來說經過這樣處理出水很清澈，COD完全可以達標，總磷也很低，但若是進水含磷太高的話（超過2g/L），出水磷達標（小于0.5mg/L）較困難。
像這種情況，通常可能是pH太低，磷酸鈣沉淀不了，PAM在低pH值的情況下效率不高，影響絮凝效果。若不是pH值的問題，建議增加PAC投放裝置，加大PAM的投加量，PAC和PAM配合使用效果還是很良好的。另外，一級除磷系統是不可能處理高含磷廢水達標的。還有酸洗磷化廢水含有機物太少，上生物處理不太適合。
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你這種廢水，磷酸鹽主要來自化學拋光工序，一般用的都是磷酸和其他酸混合使用，然后是陽極氧化、染色等，但后者基本沒磷酸鹽。水質COD都是幾十以下，但PH值都是相當低，要有效去除磷，只有加石灰才能除磷（不能加氫氧化鈉或其他堿輔助調節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，過濾，后續根本不用上生化。出水加其他鐵鹽、鋁鹽純粹是扯談。
2、但有一點注意，加入石灰的量是相當多，因此污泥也多，需要設置二級沉淀（兩個沉淀池串聯使用），壓濾機面積要比平時其他混凝沉淀處理要加大至少3倍。
酸洗磷化廢水COD較低，污染物簡單，通常情況下不需要上生化處理設施。單純物理處理即可，但一般要采用二級除磷，另外要保證反應的pH值，除磷劑（通常為石灰）要過量。我通常的設計方案是：調勻池---->一級反應（石灰、片堿）---->一級混凝（PAM）---->一沉池---->二級反應（石灰、PAC）---->二級混凝（PAM）---->二沉池---->pH回調池（硫酸）---->過濾罐（石英砂過濾）---->清水池---->標排口（或回用）。如果不回用的話，過濾罐可不用。正常情況下出水可以達標。此方案的缺點是藥品用量較大，污泥較多。
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、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（有水劑和粉劑產品），粉劑產品相對產泥較多。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
為使生產廢水中的污染物達標排放，工程采用化學沉淀一混凝氣浮一活性一炭吸附工藝對酸洗磷化廢水進行了處理，出水水質能穩定地達到《國家一級排，放標準》（GB8978一1998）。
廢水處理工藝流程針對酸洗磷化廢水的特點及磷化排水情況，確定廢水處理的重點是去除 PO43-、石油類和Zn2+，工程采用了化學沉淀一混凝氣浮一活性炭吸附工藝對酸洗磷化廢水進行了處理，處理工藝流程如圖所示。
磷化車間含磷廢水經調節池調節后，由泵提升至*級反應器，投加NaOH調設pH值，控制混凝沉淀的*佳pH值8.5~9.0，經過混合反應后，廢水中的Zn2+與NaOH起化學反應生成Zn（OH）2。該廢水投加混凝劑FeCL3·6H2O與少量高分子絮凝劑PAM經一級沉淀器反應去除Zn2+后，再進人中間水池。然后再由泵提升至第二級反應器，投加石灰乳澄清液，調整pH值在10~11，在二級沉淀器內投加混凝劑FeCL3·6H2O與少量高分子絮凝劑PAM，*終鈣離子與磷酸根反應生成沉淀去除磷酸鹽。廢水中的Zn2+及磷酸鹽去除后，再經過氣浮裝置及過濾進一步去除廢水中的COD。為了使出水pH值完全達標，設計選用了管道混合器，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、 化學法除鋅
化學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的沉淀-溶解平衡及水的離子積Kw=[H+][OH-]，可以計算出使氫氧化物沉淀的pH值，即pH值=14-1/n×（log[Mn+]-logKsp）。投加NaOH調節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反應生成Zn（OH）2沉淀，而完全除去。
2、石灰法化學沉淀除磷
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淀除去，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污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面。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*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、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，更利于后面的沉淀工序。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
系統中一級、二級反應器和氣浮池中產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，再經自然干化后外運填埋，濃縮池的上清液回流至調節池進行物化處理。
7、反沖洗和脫附
系統中硅砂過濾器和活性炭吸附器都需要定期進行反沖洗，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。
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，國內外污水除磷技術主要有生物法和化學法兩大類，生物法如A/O、A2/O、UCT工藝，主要適合處理低濃度及有機態含磷廢水[化學法主要有混凝沉淀法、結晶法、離子交換吸附法、電滲析、反滲透等工藝，主要適合處理無機態含磷廢水，其中，混凝沉淀與結晶綜合處理 技術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，同時可以查看中國污水處理工程網更多關于磷化廢水處理的技術文檔。
1.試驗部分
1.1 試驗主要試劑及儀器
試驗藥劑：5%左右的石灰乳、10%Fe（C）l 蒸餾水；
試驗儀器：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（上海精密科學儀 器有限公司）、XJ-Ⅲ消解裝置（韶關市市明天 環保儀器有限公司）、原子吸收裝置。
1.2試驗過程和結果分析
1.2.1 PH對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調節其PH，分析原水各組分的變化，當總磷的PH在5到10的范圍內變化十分明顯，原因是磷酸的三步離解產生H+被OH-消耗使得平衡向右移動產生的PO43-也逐漸增多在廢水中的一部分金屬就與PO43-結合形成沉 淀，從而使總磷集聚下降。但當PH繼續升高變化就不在明顯，原因可能是OH-開始與適合此PH沉淀的金屬反應而非與PO43-。當PH到 12的時候總磷稍有增加，其原因可能是Z （PO）42中的Zn2+轉化為ZnO2-，總磷又轉化為正 磷酸鹽。這樣，通過調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的變化對水中COD的影響，有曲線可知PH在5～9的時候變化明顯，當 PH為11的時候稍有上升，PH為12時有開始下降。
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時候就已經沉 淀完全，而在10.5時開始溶解，在PH到12～13 的時候完全溶解。其余金屬離子銅變化*大，鎳變化不明顯。據有關資料證實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PH 大于11后又有變化，原因可能是離解的PO43- 與Cu2+反應生成Cu3（PO）42沉淀促使Cu2+進一 步降低。
*后可以得出結論：在利用沉淀劑沉淀時須考慮先后順序，在適合的PH范圍內除*多的磷和金屬離子，以達到沉淀完全。
1.2.2 Fe3+除磷的試驗
根據磷的含量計算出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而言不是非常理想，從化學反應的觀點上來看，藥劑的投加量取決于磷的存在量。但一般情況下，實際中化學藥劑的投加量都是大于根據化學式計算的投加量，這是因為污水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對廢水處理效果
由于Ca（OH）2與廢水中各元素發生反應 較復雜，磷酸根在Ca（OH）2加入的同時，由于PH值的升高，可產生不同的化合物沉淀。 可能先生成CaHPO·42H2O而后產生較穩定的 Ca10（PO）46（OH）2。其化學反應為：
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，本試驗將以除磷的理論投加量為試 驗投加量的標準。
試驗一：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，取上清液對各 元素含量進行分析，結果如表2所示。
由試驗結果對比可知：在用石灰乳為沉淀 劑時，對銅、磷、鋅的處理效果較為理想，而對于 鎳則較差，其原因可能是Ni2+與OH-結合時間 較長，使得大量OH-與Zn2+和Cu2+先反應。
1.2.4 FeCl3與Ca（OH）2投放的先后順序對 廢水處理效果試驗
（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PH約 為8，繼續攪拌10分鐘靜置后過濾。取上清液進行分析，結果如表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PH約為8，繼續 攪拌10分鐘，靜置后過濾。取上清液進行分析， 結果如表4所示。
經試驗處理的污染物均達到排放標準。
2 結論
使用沉淀劑對磷化廢水進行物化加料實驗時，經一系列對比后得出*佳工藝條件為：以 FeCl3為絮凝劑，石灰乳為沉淀劑兼PH調節劑效果*佳。
酸堿廢水是廢水處理時*常見的一種。酸性廢水主要來自鋼鐵廠、化工廠、染料廠、電鍍廠和礦山等，廢水處理要重點治理含有各種有害物質或重金屬鹽類。廢水處理中酸的質量分數差別很大，低的小于1％，高的大于10％。堿性廢水主要來自印染廠、皮革廠、造紙廠、煉油廠等。廢水處理時，會遇到含有機堿或含無機堿。堿的質量分數有的高于5％，有的低于1％。酸堿廢水中，除含有酸堿外，常含有酸式鹽、堿式鹽以及其他無機物和有機物。
酸堿廢水具有較強的腐蝕性，如不加治理直接排出，會腐蝕管渠和構筑物；排入水體,會改變水體的pH值,干擾，并影響水生生物的生長和漁業生產；排入農田，會改變土壤的性質，使土壤酸化或鹽堿化，危害農作物；酸堿原料流失也是浪費。所以酸堿廢水應盡量回收利用，或經過處理,使廢水的pH值處在6～9之間,才能排入水體。酸堿廢水處理的一般原則是：
(1)高濃度酸堿廢水，應優先考慮回收利用的廢水處理法，根據水質、水量和不同工藝要求，進行廠區或地區性調度，盡量重復使用：如重復使用有困難，或濃度偏低，水量較大，可采用濃縮的廢水處理法回收酸堿。
(2)低濃度的酸堿廢水，如酸洗槽的清洗水，堿洗槽的漂洗水，應進行中和廢水處理。
對于中和處理，應首先考慮以廢治廢的廢水處理原則。如酸、堿廢水相互中和或利用廢堿(渣)中和酸性廢水，利用廢酸中和堿性廢水。在沒有這些條件時，可采用中和劑廢水處理。
高濃度酸堿廢水的回收利用
對于高濃度含酸（一般在10％以上）、含堿（一般在5％以上）廢水,首先應根據水質、水量和不同工藝要求，進行廠區或地區性調度，盡量重復使用；如重復使用有困難,或濃度較低,水量較大，可采用濃縮的方法回收酸堿。
目前含酸廢水回收利用的方法主要有：浸沒燃燒高溫結晶法、真空濃縮冷凍結晶法和自然結晶法。浸沒燃燒高溫結晶法的基本過程是：將煤氣燃燒所產生的高溫氣體直接噴入待蒸發的廢液,去除廢液中的水分,濃縮并回收酸類物質。這種濃縮方法適用于處理大量廢水，其優點是熱效率高，回收的再生酸濃度較高(可達42.6％)；缺點是酸霧大，防腐蝕要求較高，并須有可燃氣體來源。真空濃縮和自然結晶法的基本過程是：利用真空減壓法降低含酸廢水的沸點,以蒸發水分,濃縮并回收酸類物質。這種濃縮方法的優點是自動化程度較高，酸霧問題易于解決；缺點是回收的再生酸濃度較低（僅為18～20％）；需用耐酸防腐蝕材料較多，設備投資較大。自然結晶法主要是利用含酸廢水制取硫酸亞鐵、硫酸銨等化工原料和化學肥料。此外，還可用滲析法、離子交換法回收酸、堿物質。在水處理工藝中，也可將酸性廢水用于給水軟化的磺化煤再生和用于水質穩定等。
低濃度酸堿廢水的處理 對于低濃度含酸 （4％以下）、含堿（2％以下）廢水,還沒有經濟有效的回收利用方法。為避免酸堿廢水造成危害，應在排放前加以處理。處理的方法主要是中和法。在含酸廢水中加入堿性物質，或在含堿廢水中加入酸性物質,進行中和反應,使之生成鹽類物質和水。酸堿廢水的中和方法主要有三種：
①有條件時，應利用酸、堿廢水相互中和，或利用堿性廢渣中和含酸廢水，或利用廢酸、煙道氣等中和含堿廢水。這種方法節省中和藥劑，設備簡單，處理費用低；但酸堿廢水流量及濃度時有變化，處理效果往往不穩定。
②如無堿性廢水或堿性廢渣可利用，一般向含酸廢水投加中和藥劑或采用過濾中和法。投藥中和法是將堿性藥劑，例如石灰(CaO)、石灰石(CaCO)、電石渣［含Ca(OH)］苛性鈉(NaOH)、碳酸鈉(NaCO)等，以溶液、乳濁液或粉末狀態均勻投入酸性廢水,經過充分反應,使廢水得到中和。這種方法適用于各種含酸廢水，適應性強，處理效果比較穩定，可以達到排放要求，設備也較簡單；但沉渣量大，不易處理。過濾中和法是使含酸廢水通過具有中和能力的濾料層（如石灰石、白云石、大理石等）發生中和反應，消除酸性物質。適用于處理較潔凈的含有鹽酸、硝酸和低濃度的硫酸廢水。硫酸濃度一般應不超過2克／升,以避免硫酸鈣的生成量超過其飽和溶解度，發生沉淀覆蓋在濾料的表面，阻礙中和反應的進行。此法運行管理簡單，處理費用低，出水pH值穩定，產生的沉渣較少；缺點是進入中和濾池的硫酸濃度有限制。中和濾池目前有兩種型式：普通中和濾池和升流膨脹式中和濾池。普通中和濾池一般為重力式，由于濾速低（一般為每小時1～1.5米,*大不超過5米）、濾料粒度大(一般為5～8厘米)，如進水硫酸濃度較高，濾料表面就會結垢，處理效果不理想。升流膨脹式中和濾池由于采用小顆粒濾料（粒度一般為0.5～3毫米）和高濾速（一般為50～70米／時），處理效率比普通中和濾池高得多，并可處理硫酸濃度較高的廢水。為了防止小顆粒濾料在升流膨脹式中和濾池中溢出池外，并提高大顆粒濾料的利用率，又出現了變濾速的升流膨脹式中和濾池。其濾速在池下部不宜小于60米／時，在池上部宜采用15～20米／時。用中和法處理含酸廢水，如用含碳酸鈣成分的物質進行中和,往往產生大量的二氧化碳,使出水的pH值約在5.5～6.0之間，不能達到排放標準。對此，可采用吹脫法去除二氧化碳，提高pH值。
③在無含酸廢水或煙道氣可供利用時，含堿廢水須采用加酸處理，主要是投加工業硫酸、鹽酸或硝酸。這樣雖可達到中和目的，但增加了廢水處理費用。
