磷化废水循环系统工艺及其在汽车涂装车间中的应用-.docVIP

2012年第2期(总第62期 35 磷化废水循环系统工艺及其在汽车涂装 车间中的应用 环境保护部南京环境科学研究所 简 武 沈玲玲 [摘要] 介绍了磷化废水循环系统工艺的原理,引入实例探讨了其在汽车涂装车间磷化废水处理中的应用,并重点分析了其应用的主要思路,同时指出在应用时需要注意的几个问题。 [关键词] 磷化废水 循环系统 原理 应用 汽车外壳常用磷化作为保护层,磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程,磷化过程主要包括碱洗除油、酸洗除锈、磷化和钝化处理等工序。磷化处理是汽车外壳生产过程中进行电泳、涂装的前处理工序,磷化的主要目的是给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀;用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力。磷化是整个前处理工艺最为重要的一个环节,其反应机理复杂且所产生的废水量较大,污染物中磷酸盐含量较多,如果不有效处理,将对环境造成污染。国内外对于磷化废水的处理有多种方法,需要通过研究获得最经济和最有效的处理方法。 目前,磷化废水的处理方法很多,主要分化学法和生物法两方面, 具体有凝聚法、吸附法、电化学法和沉淀法等及其这些方法的综合运用。化学法和生物法是目前应用比较广泛的方法,其中化学法除磷具有处理效率高、效果稳定、简单易行等优点,但如仅采用化学沉淀剂处理,只能将磷降到一定浓度,生物法除磷要求废水中的有机物必须达到需要的量,而且直接采用生物法除磷,也不可能将磷完全除去。 磷化废水循环系统是采用一种化学法和生物法相结合的工艺对污水进行处理,可以处理高浓度含磷废水且达到较高的除磷率,是一种可靠的高浓度含磷废水处理方法。下面我们结合江苏常隆客车有限公司涂装车间磷化废水的特点,简要探讨磷化废水循环系统在汽车磷化废水处理中的应用。 1 废水水质 江苏常隆客车有限公司的涂装车间主要有脱脂、除锈、表调、磷化、水洗等车身喷漆的预处理工序,各工序所产生的废水混合后形成高浊度的磷化废水,其水质情况见表1。 2 处理工艺及效果分析 2.1 磷化循环系统的原理 表1 磷化废水水质情况 pH 5-6 COD (mg/L 100~500 SS (mg/L 100~300 总磷(mg/L 30~70 磷化水洗废水 总锌(mg/L 10~30 磷化废水循环系统主要是采用混凝沉淀、膜生物反应器 (MBR和RO 相结合的工艺处理磷化废水。循环系统采用混凝沉淀、软化工艺去除金属离子,混凝沉淀、MBR 、碳滤主要去除废水中的COD 、SS 。经处理后的废水进入RO 工艺,通过压力促使水分子反向渗透以浓缩废水,可去除粒径小于 0.005μm 的微粒,进一步提高水质。 其中,MBR (膜生物反应器工艺的工作原理是首先通过活性污泥去除水中可生物降解的有机污染物,然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。通常使用的膜为中空丝膜,膜的孔径一般在0.4 μm 左右,能够截留住活性污泥以及绝大多数的悬浮物,取得清澈的出水。为了使膜能够连续长期稳定使用,在中空丝膜的下方以一定强度的空气不断对膜进行抖动,既起到为生物氧化供氧作用,又防止活性污泥附着在膜的表面造成膜的污染。 2.2 磷化循环系统的前处理 通常磷化前需进行一道水洗和两道纯水洗,并采用逆流水洗方式,节约清洗用水。磷化废水循环系统前处理的工艺流程见图1。 图1 磷化循环系统前处理工艺流程 2.3 磷化废水循环系统工艺分析 36 2012年第2期(总第62期 磷化水洗废水进入磷化废水循环系统处理,透过RO 反渗透装置所产生的RO 水可供给磷化后最后的新鲜纯水喷淋,浓水经蒸发浓缩后得到的含磷结晶盐浓水作为危废处置。 该系统不仅可以节约水资源,而且还可以实现无磷工业废水外排的要求。磷化废水循环系统工艺流程见图2。 图2 磷化废水循环系统工艺流程 磷化水洗废水进入反应池(分为三格,分别用于调整pH 值、混凝池、絮凝池,池内分别投加石灰、聚合铝铁及PAM 。通过重力作用对废水进行固液分离,以去除磷酸盐,清液通过堰槽均匀排出,污泥沉入泥斗后,排入污泥浓缩池。将沉淀池排水的pH 调整到适宜值,为后续处理提供有利条件。在MBR 池中通过生化作用去除废水中有机污染物,并通过超滤膜将净化后的废水与活性污泥分离。通过多孔活性碳的吸附作用,进一步净化废水水质。通过离子交换去除废水中的钙、镁、铁等离子,降低废水硬度,为后续浓缩处理提供 保证。废水进入二级RO 系统(采用两段式工艺,设计产水率 82%,通过膜过滤对废水进行脱盐处理,浓缩水进入浓水储槽,淡水进入回用水池,回用于生产线。浓缩水通过蒸发器使其中的大部分水份及部分易挥发物质分离出来,使原浓水内的盐份结晶出来,并通过离心机进行脱水后外运。蒸发器挥发的气态物质经过冷凝后回流到废水处理工段,离心机排水进入浓水箱重新进行蒸发。 2.4 磷化废水循环