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磷化(phosphorization)是一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)構(gòu)成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的進(jìn)程,在含有錳、鐵、鋅的磷酸鹽溶液中實(shí)行化學(xué)處置,使金屬外表生成一層難溶于水的磷酸鹽維護(hù)膜的辦法,叫做金屬的磷酸鹽處置,簡稱磷化。經(jīng)磷化處置的金屬資料及其制品外表構(gòu)成浸入性磷酸鹽膜層,其中磷化膜層為微孔構(gòu)造,厚度通常在5~20μm,膜的顏色通常由暗灰到黑灰色,與基體分離結(jié)實(shí)。機(jī)械工業(yè)經(jīng)常運(yùn)用磷化作為零件的維護(hù)層.磷化膜首要用作涂料的底層、金屬冷加工時(shí)的光滑層、金屬外表維護(hù)層和用作機(jī)電硅鋼片的絕緣處置、壓鑄模具的防粘處置等。磷化處置是金屬外表涂裝重要的預(yù)進(jìn)程,鋼鐵工件磷化處置后能明顯提升底材與漆膜的附著力,提升彎曲或沖擊性能,同時(shí)提升漆膜的抗腐才能,并且工藝設(shè)備簡單、操作便當(dāng)、本錢低廉,制造效率高,磷化處置工藝應(yīng)用于工業(yè)已有90多年的歷史,大致能夠分為三個(gè)時(shí)期:奠定磷化技術(shù)根底時(shí)期、磷化技術(shù)疾速開展時(shí)期和普遍應(yīng)用時(shí)期。
磷化處置工藝通常包括磷洗除油、熱水漂洗、冷水漂洗、酸洗除銹、二次冷水漂洗及磷化等幾個(gè)步驟。在其過程中,主要產(chǎn)生堿洗廢水、漂洗廢水、酸洗廢液及磷化廢液等四種廢水。
1、磷化廢水的工程實(shí)例
1.1 磷化廢水的水質(zhì)
江蘇鹽城某五金噴涂公司,是一家金屬外表代理代加工酸洗的企業(yè)。對體積大的加工件,實(shí)行打砂處置,細(xì)件實(shí)行酸洗磷化處置。該制造工藝過程中會排放一定量的廢水。主要污染物為磷酸鹽和COD等。工程范圍為5m3/h。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。
1.2 磷化工業(yè)廢水處理的工藝流程
針對排水現(xiàn)狀,肯定重點(diǎn)處置污染物為COD和磷,銘盛環(huán)境通過對水質(zhì)分析和水樣式樣,確定本工程采用化學(xué)沉淀工藝對酸洗磷化廢水實(shí)行處置,面對廢水污染較嚴(yán)重的狀況,采用二次化學(xué)沉淀。處置工藝流程如圖1所示。
調(diào)理池裝置pH控制儀,設(shè)計(jì)電路與加藥泵聯(lián)動,當(dāng)酸洗磷化廢水參加,pH儀器檢測到水質(zhì)為酸性時(shí),發(fā)送信號給加藥泵,加藥系統(tǒng)工作,經(jīng)加藥泵提升,先投放NaOH,池底裝置的曝氣管運(yùn)作,攪動水池混合水樣,調(diào)理pH值,控制混凝沉淀的最佳pH值為8.5~9.0,混凝反應(yīng)后,經(jīng)pH控制儀器檢測后,聯(lián)動其他加藥泵,投放CaCl2、PAC、PAM。CaCl2與水中磷酸鹽產(chǎn)生反應(yīng),發(fā)作如下反應(yīng):Na2HPO4+CaCl2=CaHPO4+2NaCl。析出白色沉淀。
PAC(聚合氧化鋁)主要作為聚合劑,適用水質(zhì)普遍,而且投加后關(guān)于水質(zhì)其他影響較少,而普遍應(yīng)用于廢水處置工藝中。
PAM(聚丙烯酰胺)為非離子型高分子有機(jī)絮凝劑,能在顆粒間構(gòu)成更大的絮體,由此產(chǎn)生的宏大外表吸附作用。配合PAC可以提升水中懸浮顆粒的絮凝效果,凈水才能提升20%。PAC、PAM主要作用都為去除水中COD和顆粒懸浮物,而PAC還有局部去除色度的才能,其中PAM作為有機(jī)絮凝劑,需求留意在投加時(shí),不能過量,否則會影響最終COD的去除效果,造成COD反彈,出水不達(dá)標(biāo)。
廢水經(jīng)調(diào)理池實(shí)行一次混凝沉淀后,經(jīng)過氣動隔閡泵,提升至壓濾機(jī),由于污泥經(jīng)濃縮、消化后,尚有約95%~97%的含水率,體積仍很大。污泥脫水可進(jìn)一步去除污泥中的空隙水和毛細(xì)水,減少其體積。經(jīng)過脫水處置,污泥含水率能降低到70%~80%,其體積為原體積的1/10~1/4,有利于后續(xù)運(yùn)輸和處置。經(jīng)過板框壓濾機(jī)實(shí)行固液別離,污泥按壓成泥餅保送到污泥池,而濾液從壓濾機(jī)自流入中間池。
經(jīng)過提升泵,廢水由中間池提升至反應(yīng)槽,實(shí)行二次混凝沉淀,經(jīng)過與一次沉淀一樣的工序后,廢水在斜板沉淀槽短暫停留,應(yīng)用層流原理,斜板沉淀槽能提升沉淀處置才能,比通常沉淀池處置才能提升7~10倍。懸浮物經(jīng)由斜板沉淀至設(shè)備底部。而上清液經(jīng)上方出口排放至砂濾過濾后排放至三角流量堰達(dá)標(biāo)排出。而斜板沉淀槽底泥經(jīng)由下方出口抽送到壓濾機(jī)實(shí)行固液別離。
1.3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)
(1)調(diào)理池:設(shè)計(jì)尺寸為3×3×2.5m,有效水深2m,有效容積18m3,停留時(shí)間2h,可以滿足設(shè)計(jì)請求。
(2)壓濾機(jī):過濾容積100L。依照設(shè)計(jì)水量5m3/h,依據(jù)相同工程數(shù)據(jù)計(jì)算,含濕泥量約為15%,濕泥量為0.75m3,壓濾機(jī)過濾才能能夠滿足設(shè)計(jì)請求。
(3)中間池:中間池主要作用為停留上一級處置后的廢水,減緩水流速度,給下一級處置設(shè)備提供緩沖時(shí)間。設(shè)計(jì)尺寸為3×2.5×2m,有效水深1.6m,有效容積12m,設(shè)計(jì)停留時(shí)間2h,滿足設(shè)計(jì)請求。
(4)斜板沉淀槽:斜板沉淀槽是依據(jù)淺池沉淀理論設(shè)計(jì)出的一種高效組合式沉淀池,也稱為淺池沉淀池。在沉降區(qū)域設(shè)置很多密集的斜管或斜板,使水中懸浮雜質(zhì)在斜板或斜管中實(shí)行沉淀,水沿斜板上升活動,別離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。這種池子能夠提升沉淀效率50%~60%,在同面積上能夠提升處置才能3~5倍。依照實(shí)踐需求設(shè)備尺寸為3960×1760×3200mm,依據(jù)設(shè)計(jì)請求,底部斜角坡度設(shè)計(jì)為45°,沉淀區(qū)面積為8m2。進(jìn)水口流速為1.11m/s,布水管流速為0.088m/s。
(5)砂濾:砂濾是以自然石英砂,通常還有錳砂和無煙煤作為濾料的水過濾處置工藝過程。砂粒粒徑通常為0.5~1.2mm,不平均系數(shù)為2。經(jīng)常運(yùn)用于經(jīng)廓清(沉淀)處置后的給水處置或污水經(jīng)二級處置后的深度處置。依照原水和出水水質(zhì)請求可具有不同的濾層厚度和過濾速率。主要作用是截留水中的大分子固體微粒和膠體,使水廓清。錳砂能夠去除水中的鐵離子。
將砂濾加在整個(gè)工藝的最后,實(shí)行最后的過濾,優(yōu)化處置效果。
2、處置效果和剖析
2.1 監(jiān)測結(jié)果
從表2能夠看出,酸洗磷化廢水經(jīng)過處置后,完整契合表3排放規(guī)范。
2.2 結(jié)果剖析
在本次工程中主要采用化學(xué)沉淀法處置酸洗磷化廢水,從表2監(jiān)測結(jié)果可知,該工藝對各污染物指標(biāo)均能到達(dá)較理想的去除率,其中對磷的去除率,均勻能到達(dá)80%以上,到達(dá)了設(shè)計(jì)的預(yù)期目的,完成廢水的達(dá)標(biāo)排放。
其中,在斜板沉淀池,沒有投加藥物,卻完成了污染物指標(biāo)的降落,主要的緣由為上一級反應(yīng)后,產(chǎn)生的懸浮物凝聚沉淀,而檢測選取的為排放的上清液。而經(jīng)過砂濾更精密的過濾,局部細(xì)小的懸浮物也被去除,造成最后三角流量堰取樣檢驗(yàn)時(shí),污介入標(biāo)的小幅度降落,優(yōu)化了工藝的處置效果。