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【摘要】：加工钢铁零件表面最常用的工艺是磷化处理，而其在废水中的量却比较高。本文介绍了青岛某磷化废水处理工程，该工程采用了RP反应器（反应与沉淀于一体设备）+砂滤器处理工艺。对RP反应器COD去除情况及重金属去除情况及磷酸盐去除情况及整体的运行效果进行了分析，当RP反应器的反应停留时间为15min，沉淀的停留时间为1h时，COD去除率可达80%以上，重金属的去除率可达90%以上，出水COD小于500mg/L，出水能够满足《污染物综合排放标准》（GB）中的三级标准。该处理技术取得了良好的经济与环境效益，可推广使用。
【关键词】：磷化废水；磷酸盐；化学沉淀
[ Abstract ] : the processing of iron and steel parts surface is the most commonly used is the process of phosphating treatment, and the waste water amount is relatively high. This paper introduces a Qingdao Phosphating Wastewater Treatment Project, the project uses RP reactor ( reaction and precipitation in one equipment ) + treatment of a sand filter process. The RP reactor COD removal and removal of heavy metals and phosphate removal and running effect of the overall analysis, when the RP reactor retention time was 15min, the residence time of precipitation was 1H, the removal rate of COD can reach more than 80%, heavy metal removal rate can reach above 90%, the effluent COD is less than 500mg/L, the effluent to meet the " pollutant comprehensive discharge standard " ( GB ) in the three standards. The processing technology has made better economic and environmental benefits, and can be populari
[ keyword ]: Phosphating Wastewater; phosphate; chemical precipitation
中圖分类号：X703文献标识码：A
磷化处理主要指的是在含有磷酸、磷酸二氢盐、其他化学助剂的酸性溶液中，使其金属表面转变为不溶性的、稳定的磷酸盐膜层的一种工艺[1]。它是金属抗蚀性能提高的有效方法。由于在进行磷化处理时，需要水洗、烘干，会产生大量的废水，而含量严重超标的是磷酸盐、COD及Zn2+等，如果将其直接排放，水体环境会受到严重污染，所以研究去除磷化废水中的酸盐、COD等污染物有重要的现实意义。
一 磷化废水中的成分
磷化处理在机械制造业中，通常的工艺流程的顺序是：除油、水洗、除锈、中和、调整表面、磷化、水洗、封闭表面、水洗、干燥[2]。产和珠磷化废水中，含量比较高的有磷酸盐、Zn2+、COD等，有较强的酸性。
产生污染物的原因是：①在进行磷化时，所使用的磷化液中有磷酸根、有机物、Zn2+等；②在加工零件时，所使用的抛光剂、防锈油，增加了石油类的含量；③在进行水洗时，所使用的清洗剂中含有表面活性剂，增加了有机物的含量；④磷化后的废水常混合于酸洗废水，使得磷化废水的pH值为2～4，为酸性。
二 处理磷化废水的方法
处理磷化废水的方法有很多，如化学方法、物理化学方法、生物方法等。物理化学法主要包括混凝沉淀、吸附法、反渗透等。生物法包括有活性污泥法等，其主要是通过微生物的生理活动，进行除磷的处理。但所有的方法在除磷时，均是把废水中的磷离子变为固体成份进行实现[3]。其固体成份主要有活性污泥中的微生物质、不易溶的金属盐沉淀等。这些固体与水体最终的分离还要经过沉淀、过滤、排泥等分离手段，这样才能从污水中将磷除去[4]。
三 磷化废水处理工程实例
1 分析原水水质与水量
本污水处理站设计的流量为38m3/mon。主要的废水有磷化清洗废水、脱脂清洗废水等，其污染的主要因子包括SS、CODcr、石油类、硫化物、磷酸盐、锌等。其进水水质见表1。
表1 进水水质
3 工艺流程
1 污水处理的工艺流程
本污水处理工程采用的是“混凝沉淀+砂滤器+活性炭过滤器”的物化处理工艺。其污水处理工艺的流程图见下图1。
图1 污水处理工艺流程方框图
2 处理工艺流程简介
（1）水量调节
由于生产污水量较小，每月仅为38吨，每天处理约1.3吨。所以，在车间内排水渠边设一集水坑，设提升泵将坑内收集的污水随时提升至调节罐内，定期分批处理。
（2）化学处理
调节罐内污水由水泵提升至混凝反应沉淀器内，向混凝反应沉淀器内投加石灰乳调节PH至9～10，形成反应的最优条件；然后依次投加PFS和PAM，使生产污水中污染物与药剂发生絮凝反应，形成比重较大的絮状体沉降至沉淀器的底部。污水中的磷、COD和重金属以污泥的形式从水中分离出去，污水得以净化。
（3）沉淀
沉淀出水中还存在一些SS和残余磷，结合颗粒滤料过滤，SS和磷可达到很高的去除率，残余磷可在0.1～0.2mg/L。因此混凝反应沉淀器出水设置快滤池进一步去除水中的SS和残余磷，从而保证出水磷的含量在0.5mg/l以下。
（4）砂滤+活性碳过滤器
砂滤器和活性炭过滤器采用清水箱中的处理水进行反冲洗，反冲洗产生的污水回流到调节罐进行再处理。
活性炭过滤器作为本方案的保安措施。当来水水质过差，混凝过滤系统不能处理达标时，处理水进入活性碳过滤器，进一步去除水中残余的COD和磷等污染物，确保污水经处理后达标排放。
混凝反应沉淀器排放的污泥采用污泥干化场脱水，减少污泥体积，降低污泥外运的成本。干污泥交由专业公司定期外运处置。
四 主要的设计技术参数
1 格栅
倾角取60度，栅间隙3mm，采用Φ8的不锈钢圆钢制作。尺寸30cm×100cm，框架采用L30不锈钢角钢δ=3mm。栅隙总宽65mm。
2 絮凝反应沉淀器
采用碳钢内衬玻璃钢普通级防腐，形式：上部为圆筒形尺寸Φ1.0×1.5，钢板壁厚4mm，外设加强筋。下部为倒圆锥形倾角65度，尺寸Φ1.0×0.75，斜高约826.83mm，钢板壁厚4mm，外设加强筋。设备总高=1.5+0.75+1.25=3.50米。设钢制爬梯便于检修。超高0.5m，反应区容积0.785m3。泥斗容积0.27m3。并设进料口，排泥口，排泥冲洗管。
设置板框式搅拌机，设置就地控制。搅拌机转速85R/MIN。电机功率暂定2.2KW。搅拌以满足石灰乳和聚铁反应需要为主。
3 调节罐
调节罐采用PE材质每个容积3立方，共设置两个总容积6立方。罐体颜色采用白色或黄色。设置浮球开关高位时开泵，低位时停泵。在强腐蚀环境下使用寿命不小于5年。两个罐均设置放空管。
两罐串联连接，可通过连接管改为并联，方便检修。泵设回流管，以方便均化水质。
罐体要求：顶部进水，如为封闭水箱预留进水孔DN50 1个，设置水箱接头。罐底设放空管DN25 1个，设置水箱接头；人应可以进入箱体，当为封闭罐体应在罐体设检修人孔DN6001个，带盲板；
3 砂滤器
采用碳钢制作，抗压不小于0.6MPa。内壁环氧煤沥青防腐1层铁红2层煤沥青。D80=1.0mm。过滤面积0.1256平方；过滤流速小于8～15M/H，反洗强度12～15L/(m2×s)=5.43～6.78 m3/ h，按冲洗15分钟考虑，需用水量1.35～1.7 m3。填砂高度1.0米，填砂量0.1256立方。反冲周期不大于30天。
罐体尺寸：Φ400×1.6
4 活性碳过滤器
采用碳钢制作，抗压不小于0.6MPa。内壁环氧煤沥青防腐1层铁红2层煤沥青。过滤面积0.196平方；过滤流速8～15M/H，反洗强度8～12L/(m2×s)=5.6～8.5 m3/ h.，按冲洗15分钟考虑，需用水量1.4～2.13 m3。填料高度1.0米，填料量0.2352立方。反冲周期不大于30天。
罐体尺寸：Φ500×1.8
5
5 运行的效果
当RP反应器的反应停留时间为15min，沉淀的停留时间为1h时，COD去除率可达80%以上，重金属的去除率可达90%以上，出水COD小于500mg/L，出水能够满足《污染物综合排放标准》（GB）中的三级标准。
结语
通过这种处理方法，不但污水处理的效果达到了国家的三级排放标准，且运行的成本也不高，可积极推广。
参考文献：
[1]张磊,孙力平,王少坡,刘艳辉.化学混凝法处理酸洗磷化综合废水的研究[J]. 工业用水与废水. 2010(02):175-177.
[2]谭婧,丁丽丽,赵明宇,任洪强.锌对磷酸铵镁和磷酸钙结晶回收磷的影响[J]. 环境科学与技术. 2010(03):63-65.
[3]曾德芳,徐保林.沉淀-絮凝结合法处理磷化废水的研究[J]. 环境工程学报. 2009(05):77-79.
[4]张會展,赵明军,吴志坚.酸洗磷化废水处理工程实例[J]. 工业用水与废水. 2009(06):56-57.
【关键词】：磷化废水；磷酸盐；化学沉淀
[ Abstract ] : the processing of iron and steel parts surface is the most commonly used is the process of phosphating treatment, and the waste water amount is relatively high. This paper introduces a Qingdao Phosphating Wastewater Treatment Project, the project uses RP reactor ( reaction and precipitation in one equipment ) + treatment of a sand filter process. The RP reactor COD removal and removal of heavy metals and phosphate removal and running effect of the overall analysis, when the RP reactor retention time was 15min, the residence time of precipitation was 1H, the removal rate of COD can reach more than 80%, heavy metal removal rate can reach above 90%, the effluent COD is less than 500mg/L, the effluent to meet the " pollutant comprehensive discharge standard " ( GB ) in the three standards. The processing technology has made better economic and environmental benefits, and can be populari
[ keyword ]: Phosphating Wastewater; phosphate; chemical precipitation
中圖分类号：X703文献标识码：A
磷化处理主要指的是在含有磷酸、磷酸二氢盐、其他化学助剂的酸性溶液中，使其金属表面转变为不溶性的、稳定的磷酸盐膜层的一种工艺[1]。它是金属抗蚀性能提高的有效方法。由于在进行磷化处理时，需要水洗、烘干，会产生大量的废水，而含量严重超标的是磷酸盐、COD及Zn2+等，如果将其直接排放，水体环境会受到严重污染，所以研究去除磷化废水中的酸盐、COD等污染物有重要的现实意义。
一 磷化废水中的成分
磷化处理在机械制造业中，通常的工艺流程的顺序是：除油、水洗、除锈、中和、调整表面、磷化、水洗、封闭表面、水洗、干燥[2]。产和珠磷化废水中，含量比较高的有磷酸盐、Zn2+、COD等，有较强的酸性。
产生污染物的原因是：①在进行磷化时，所使用的磷化液中有磷酸根、有机物、Zn2+等；②在加工零件时，所使用的抛光剂、防锈油，增加了石油类的含量；③在进行水洗时，所使用的清洗剂中含有表面活性剂，增加了有机物的含量；④磷化后的废水常混合于酸洗废水，使得磷化废水的pH值为2～4，为酸性。
二 处理磷化废水的方法
处理磷化废水的方法有很多，如化学方法、物理化学方法、生物方法等。物理化学法主要包括混凝沉淀、吸附法、反渗透等。生物法包括有活性污泥法等，其主要是通过微生物的生理活动，进行除磷的处理。但所有的方法在除磷时，均是把废水中的磷离子变为固体成份进行实现[3]。其固体成份主要有活性污泥中的微生物质、不易溶的金属盐沉淀等。这些固体与水体最终的分离还要经过沉淀、过滤、排泥等分离手段，这样才能从污水中将磷除去[4]。
三 磷化废水处理工程实例
1 分析原水水质与水量
本污水处理站设计的流量为38m3/mon。主要的废水有磷化清洗废水、脱脂清洗废水等，其污染的主要因子包括SS、CODcr、石油类、硫化物、磷酸盐、锌等。其进水水质见表1。
表1 进水水质
3 工艺流程
1 污水处理的工艺流程
本污水处理工程采用的是“混凝沉淀+砂滤器+活性炭过滤器”的物化处理工艺。其污水处理工艺的流程图见下图1。
图1 污水处理工艺流程方框图
2 处理工艺流程简介
（1）水量调节
由于生产污水量较小，每月仅为38吨，每天处理约1.3吨。所以，在车间内排水渠边设一集水坑，设提升泵将坑内收集的污水随时提升至调节罐内，定期分批处理。
（2）化学处理
调节罐内污水由水泵提升至混凝反应沉淀器内，向混凝反应沉淀器内投加石灰乳调节PH至9～10，形成反应的最优条件；然后依次投加PFS和PAM，使生产污水中污染物与药剂发生絮凝反应，形成比重较大的絮状体沉降至沉淀器的底部。污水中的磷、COD和重金属以污泥的形式从水中分离出去，污水得以净化。
（3）沉淀
沉淀出水中还存在一些SS和残余磷，结合颗粒滤料过滤，SS和磷可达到很高的去除率，残余磷可在0.1～0.2mg/L。因此混凝反应沉淀器出水设置快滤池进一步去除水中的SS和残余磷，从而保证出水磷的含量在0.5mg/l以下。
（4）砂滤+活性碳过滤器
砂滤器和活性炭过滤器采用清水箱中的处理水进行反冲洗，反冲洗产生的污水回流到调节罐进行再处理。
活性炭过滤器作为本方案的保安措施。当来水水质过差，混凝过滤系统不能处理达标时，处理水进入活性碳过滤器，进一步去除水中残余的COD和磷等污染物，确保污水经处理后达标排放。
混凝反应沉淀器排放的污泥采用污泥干化场脱水，减少污泥体积，降低污泥外运的成本。干污泥交由专业公司定期外运处置。
四 主要的设计技术参数
1 格栅
倾角取60度，栅间隙3mm，采用Φ8的不锈钢圆钢制作。尺寸30cm×100cm，框架采用L30不锈钢角钢δ=3mm。栅隙总宽65mm。
2 絮凝反应沉淀器
采用碳钢内衬玻璃钢普通级防腐，形式：上部为圆筒形尺寸Φ1.0×1.5，钢板壁厚4mm，外设加强筋。下部为倒圆锥形倾角65度，尺寸Φ1.0×0.75，斜高约826.83mm，钢板壁厚4mm，外设加强筋。设备总高=1.5+0.75+1.25=3.50米。设钢制爬梯便于检修。超高0.5m，反应区容积0.785m3。泥斗容积0.27m3。并设进料口，排泥口，排泥冲洗管。
设置板框式搅拌机，设置就地控制。搅拌机转速85R/MIN。电机功率暂定2.2KW。搅拌以满足石灰乳和聚铁反应需要为主。
3 调节罐
调节罐采用PE材质每个容积3立方，共设置两个总容积6立方。罐体颜色采用白色或黄色。设置浮球开关高位时开泵，低位时停泵。在强腐蚀环境下使用寿命不小于5年。两个罐均设置放空管。
两罐串联连接，可通过连接管改为并联，方便检修。泵设回流管，以方便均化水质。
罐体要求：顶部进水，如为封闭水箱预留进水孔DN50 1个，设置水箱接头。罐底设放空管DN25 1个，设置水箱接头；人应可以进入箱体，当为封闭罐体应在罐体设检修人孔DN6001个，带盲板；
3 砂滤器
采用碳钢制作，抗压不小于0.6MPa。内壁环氧煤沥青防腐1层铁红2层煤沥青。D80=1.0mm。过滤面积0.1256平方；过滤流速小于8～15M/H，反洗强度12～15L/(m2×s)=5.43～6.78 m3/ h，按冲洗15分钟考虑，需用水量1.35～1.7 m3。填砂高度1.0米，填砂量0.1256立方。反冲周期不大于30天。
罐体尺寸：Φ400×1.6
4 活性碳过滤器
采用碳钢制作，抗压不小于0.6MPa。内壁环氧煤沥青防腐1层铁红2层煤沥青。过滤面积0.196平方；过滤流速8～15M/H，反洗强度8～12L/(m2×s)=5.6～8.5 m3/ h.，按冲洗15分钟考虑，需用水量1.4～2.13 m3。填料高度1.0米，填料量0.2352立方。反冲周期不大于30天。
罐体尺寸：Φ500×1.8
5
5 运行的效果
当RP反应器的反应停留时间为15min，沉淀的停留时间为1h时，COD去除率可达80%以上，重金属的去除率可达90%以上，出水COD小于500mg/L，出水能够满足《污染物综合排放标准》（GB）中的三级标准。
结语
通过这种处理方法，不但污水处理的效果达到了国家的三级排放标准，且运行的成本也不高，可积极推广。
参考文献：
[1]张磊,孙力平,王少坡,刘艳辉.化学混凝法处理酸洗磷化综合废水的研究[J]. 工业用水与废水. 2010(02):175-177.
[2]谭婧,丁丽丽,赵明宇,任洪强.锌对磷酸铵镁和磷酸钙结晶回收磷的影响[J]. 环境科学与技术. 2010(03):63-65.
[3]曾德芳,徐保林.沉淀-絮凝结合法处理磷化废水的研究[J]. 环境工程学报. 2009(05):77-79.
[4]张會展,赵明军,吴志坚.酸洗磷化废水处理工程实例[J]. 工业用水与废水. 2009(06):56-57.