機械行業普遍采用磷化方式處理金屬部件，即將有色金屬零件置于磷酸鹽溶液中浸泡,使金屬表面鈍化并形成一層不溶于水的微孔結構的磷酸鹽薄膜，來實現對金屬部件的防腐除銹保護。因磷化處理技術所用設備簡單、操作方便、成本低、生產效率高〔1〕，因而在機械行業中廣泛應用，但金屬零件在磷化處理過程中，會產生大量磷化 廢水，磷化廢水的PO43-和COD 等嚴重超標，此外其還含有潤滑油、表面活性劑、Zn2+、Ni2+、Fe3+等重金屬離子，若隨意排放將引起水體富營養化和湖泊沼澤化，嚴重污染水體環境。

目前對含磷廢水的處理主要有生物法、化學法和物化法。其中化學法除磷率高、效果穩定、簡單易行，是處理高濃度含磷廢水*有效的方法之一〔2〕。天津某機械制造車間采用石灰沉淀—活性炭吸附工藝處理其產生的含磷涂裝廢水，根據天津市《污水綜合排放標準》（DB 12/356—2008）要求，其出水中磷的質量濃度應達到二級排放標準，即≤1.0 mg/L。然而，在企業實際運行中，除磷效果不太理想。筆者通過對實際工程運行中的一些問題進行分析，改進了其處理工藝，實現了在實際運行中穩定除磷的效果，供類似企業參考。

1 試驗部分

1.1 儀器和藥劑

儀器：ESJ200-4 電子天平，沈陽龍騰電子有限公司；pHS-3C 型pH 計，江蘇江分電分儀器有限公司；UV-7504 型紫外-可見分光光度計，上海棱譜儀器儀表有限公司。

藥劑：質量分數為10%的稀硫酸、抗壞血酸、磷酸二氫鉀、酒石酸銻氧鉀、氫氧化鈉，均為分析純。

實驗廢水： 實驗廢水取自某機械加工制造車間因磷化、酸洗等工藝產生的廢水。磷化、酸洗廢水通常pH 低并含有大量的PO43-。該含磷廢水pH 為3~4，CODCr 486 mg/L，PO43-112 mg/L，Zn2+ 81 mg/L，油類6 mg/L，SS 78 mg/L。

1.2 測定方法

按照《水質總磷的測定鉬酸銨分光光度法》（GB/T 11893—1989）測定水樣中磷的含量。

1.3 工藝流程

該車間含磷廢水采取化學—絮凝處理工藝。即通過投加過量的石灰，使Ca2+與磷酸鹽反應生成Ca10（PO4）6（OH）2沉淀，在絮凝劑（聚丙烯酰胺PAM）作用下固液分離除去。試驗表明，pH 增加可有效提高對含磷廢水的去除效果。當pH=11 左右時，磷酸鹽去除率可達90%以上。當pH=13 左右可以達到除磷的*佳效果，但是運行成本較高。

該車間采用圖 1 所示工藝流程處理磷化廢水，處理水量0.5 m3/min。設計指標見表 1。

圖 1 工藝流程

2 問題分析與工藝改進

原工藝各段出水水質監測結果見表 2。

在處理過程中發現該廢水由于進水所含PO43-的質量濃度偏高，超出了原設計要求，同時該設備投入使用時間較長，致使出水中的PO43-無法達標排放，另外處理過程中絮凝藥劑投入量過多、污泥脫水率低、泥量大、活性炭吸附器填料更換頻繁是較突出的問題，同時增加經濟成本。就本研究涉及的工藝及流速而言，引起出水不達標原因有2 個：

（1）反應池中石灰的投加量不足；（2）砂濾池和活性炭吸附器填料因長期使用，內部所含雜質較多，處理能力下降。

基于以上原因，設定3 個實驗條件：（1）增大反應池中的石灰投加量，提高pH 至11.0~11.5。（2）隔離活性炭吸附器。（3）隔離砂濾罐。分別考察出水中PO43-濃度的變化。提高反應池pH 并拆離活性炭吸附器之后，出水結果見表 3。

由表 3 可以看出，反應池pH 控制在11.20 左右時，氣浮池出水中的磷明顯降低，但總出水中的磷卻較高。這可能是由于砂濾池中有殘留酸，將磷的結晶體溶解于水中，導致出水水質超標；另外，氣浮池出水進入中和池后需要加HCl 將pH 調節至6~9，羥基磷酸鹽會以磷酸根形式存在返溶于水中。

為了明確產生問題的原因，設計以下試驗方法：調節中和池至不同pH，測定中和池中PO43-的質量濃度，結果見表 4。

從表 4 可知，當pH 從9.5~10.0 下降至5.5~6.0后，中和池水中PO43-質量濃度仍小于0.5 mg/L。因此，降低中和池pH 不是導致出水PO43-濃度增高的直接原因。在保持反應池、中和池pH 為9.5~10.0 不變，隔離砂濾罐，同時將活性炭吸附器接回工藝系統條件下，監測分析各段水質見表 5。

由表 5 可知，隔離砂濾罐，將活性炭吸附裝置接回系統后，出水完全符合達標排放要求。因此，可以初步判斷砂濾池內雜質殘留酸會使已經沉淀結晶的磷結晶體再次溶解于出水中，對出水產生二次污染。綜合以上各種數據，砂濾處理前系統已將廢水處理達標，砂濾和活性炭吸附裝置主要是用于穩定水質。因此在更換砂濾和活性炭填料后，砂濾罐和活性炭吸附器只在出水水質有波動時才開啟運行，平時運行時，可處于隔離狀態。

更換砂濾罐和活性炭填料后對其總出水口采樣檢測，水質檢測效果見表 6。

由表 6 可以看出，排放水質優于設定標準。

3 結論

該機械加工車間磷化涂裝廢水不能達標排放的原因主要有兩個：反應池內pH 偏低，使磷不能通過化學反應后沉淀去除；其二，砂濾池填料雜質會對中和池出水產生二次污染。

建議對其工藝進行如下改進：

（1）調整溶藥箱內pH，并將pH 保持在11.0~11.5。

（2）定期更換砂濾罐填料，適當延長其反沖洗時間，可以用自來水補給增大反沖洗水量，延長砂濾罐中填料的使用壽命。（3）在投藥過程中，時刻監測出水水質。還要控制絮凝劑投藥量，以達到預期的處理效果。在實際運行中，從經濟角度還要注意并不是加藥量越多效果越好，多方面綜合分析才能達到良好的處理效果。