汽车厂磷化废水处理工艺..doc

某汽车厂磷化废水处理工艺 1、项目的意义 磷化处理是汽车涂装工艺的前道工序，是利用含磷酸或含磷酸盐的溶液在金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜的过程。一般磷化过程包括碱洗除油、酸洗除锈、磷化和钝化处理，在此过程中产生大量的污染物，尤以磷酸盐的排放量较大，超标严重，且污染物的种类繁多，若直接排放到河流或湖泊中，会造成大量水体的富营养化——藻类过量繁殖引起水质恶化、 湖泊退化, 严重破坏了水体生态环境, 威胁水生生物的生存和人类健康。 因此，对磷化废水处理达到排放标准已成为一个亟待解决的问题。对汽车磷化废水的处理成了必要。由于其中污染物种类繁多，给污水处理带来了一定的麻烦。 2、国内外的现状 磷酸盐是污水综合排放标准（GB8978-1996二级标准）从严控制的指标。磷酸盐过度排放会导致水体富营养化，恶化水质。目前除磷方法主要有生化法、化学法、物理化学法及这些方法的组合运用。方法大都是将废水中的磷酸根离子转化成难溶性的固体成分，将其沉淀达到除磷的效果。化学法和生物法是目前应用比较广泛的，其中化学法除磷具有处理效率高、效率稳定、简单易行等优点，是处理高浓度含磷废水的较有效的方法之一。 生物法除磷是基于聚磷菌在好氧及厌氧条件下摄取及释放磷的原理, 通过好氧- 厌氧的交替运行来实现除磷的方法。在厌氧条件下, 兼性细菌通过发酵作用将溶解性BOD 转化为低分子发酵产物—挥发性有机酸(V FA s) , 聚磷菌吸收这些或来自原废水的V FA s, 并将其同化成胞内碳能源储存物(PHB/PHV ) , 该过程所需的能量来自于聚磷的水解(以及细胞内糖的酵解) , 从而导致磷酸盐的释放。在好氧条件下, 聚磷菌的活力得到恢复, 并以聚磷的形式存储超出生长需要的磷量, 通过PHB/ PHV 的氧化代谢产生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成, 使磷酸盐从废水中除去。该方法在合理的条件下, 可去除废水中90%的磷。 但生物法除磷对废水中有机物浓度(BOD)依赖性很强, 当废水中有机物含量较低, 或磷含量超过 10mg/L时出水很难满足磷的排放标准。因此, 往往需要对出水进行二次除磷处理。 化学法除磷的基本原理是通过投加化学药剂形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离从污水中去除沉淀以达到除磷的目的。反应中同时发生化学沉淀和絮凝过程。常用的化学除磷的金属盐有三种：钙盐、铁盐和铝盐。一般认为磷酸盐沉淀是通过与钙离子、铁离子或铝离子的化学沉淀作用沉降下来的。 除此还有吸附的方法，以及生化法和化学法混合使用的除磷化废水，还有一些先进的 3、基本原理 处理磷化废水有很多方法，在这里采取化学方法除磷。 由于废水中主要含有镍、锌离子和磷酸根离子，所以加药即碱类物质便可使它们产生沉淀，经过滤等单元操作可使废水得以净化。由于铁盐和铝盐的相对成本高，来源不如钙盐广泛，而且高浓度含磷废水水量较小，生产沉淀稳定，所以考虑到磷化废水处理技术和经济效益， 现在汽车厂磷化废水多采用钙—磷沉淀法。而钙通常是以 Ca(OH )2的形式投加的,当废水的pH值大致增加到 10以上时,过量的钙离子将与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀,其反应机理如下: 由上述反应式可知磷酸盐在碱性条件下与钙离子反应生成羟基磷酸钙。有研究表明, 随着pH 值增加反应愈完全,当 pH值在10.5左右才能使沉淀中所形成的磷酸钙溶解度降到较低的水平; p H值在11左右, 可以去除 90 %以上的磷酸盐; pH值在 13左右可以达到除磷的最佳效果, 去除率可达到95 %。化学法除锌技术有硫化物法和碱法混凝沉淀等。氢氧化钙溶液沉淀除锌, Zn(OH)2 溶度积Ksp = 1.2×10- 17,根据氢氧化物 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 ,即；投加氢氧化钠调节 pH值 , 控制混凝沉淀的最佳 pH 8.5～9.0 ,而且当pH 10时氢氧化锌沉淀易溶解成离子，所以反应、沉淀一段时间 ,要进行固液分离。出水锌离子浓度可达到国标GB8978-1996的排放标准 ,即 4 mg/ L。查化工手册可知，Ni(OH)2的溶度积，可见镍离子和锌离子可以同时去除。而pH 10时，氢氧化锌和磷酸根可络合生成可溶性盐，所以要将镍离子和锌离子与磷酸根的分离分开。首先将镍离子和锌离子和氢氧化钙溶液混合，使溶液的ｐＨ在8.5 ~ 9.0之间，使镍离子和锌离子能够比较完全的被沉淀之后进行过滤，除去它们。之后再在滤液中加药氢氧化钙溶液，调节pH值在10以上，使磷酸根离子能够完全的生成沉淀，然后过滤，达到GB8978-1996二级标准。沉淀的过程中加入一些混凝剂（氯化铁和PAM），加速沉淀颗粒的凝聚，让沉淀过滤这个过程更加省时。 4、流程设计与计算 4.1、原水水质与水量分析及国标 某汽车厂的废水产量为