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磷化废水处理工艺

发布时间:2021-9-18 9:52:08  中国龙八国际官方网登录处理龙八国际官方网登录网

  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,磷化废水的龙八国际官方网登录实例

  1.1 磷化废水的水质

  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。龙八国际官方网登录规模为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,本龙八国际官方网登录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。

  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,根据相同龙八国际官方网登录数据计算,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龙八国际官方网登录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,完全符合表3排放标准。

  2.2 结果分析

  在本次龙八国际官方网登录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。(来源:广东睿博建筑设计研究有限公司)

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