CN105585221B - 一种汽车涂装磷化废水的预处理方法 - Google Patents

一种汽车涂装磷化废水的预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种汽车涂装磷化废水的预处理方法，该方法按如下步骤进行：a.将集水池来的磷化废水送反应装置，在反应装置用无机酸调整pH值＝2.8～3.5，加入磷化废水0.98‰～1.02‰质量份的催化剂，并鼓风曝气维持溶解氧1‑2mg/L进行氧化还原反应1～2小时；反应结束后的磷化废水进pH值调整装置，用氢氧化钠调磷化废水pH值为弱碱性，磷化废水中的Ni与Zn在此条件下反应生成沉淀；去除沉淀的废水进沉淀装置，在沉淀装置按照磷化废水：絮凝剂＝100：0.95～1.05体积份配比加入絮凝剂，形成大的矾花经沉淀分离，得上清液；b.将a步骤的上清液送过滤器进一步去除污染物；c.将b步骤经过滤器过滤的上清液送离子交换树脂深度吸附装置，去除重金属离子后送生化处理系统。

Description

一种汽车涂装磷化废水的预处理方法
技术领域:
本发明属于汽车工业废水的处理技术领域，尤其是一种汽车涂装磷化废水的预处理方法。
背景技术:
汽车及其零部件的涂装是汽车制造过程中产生废水排放最多的环节之一。为了获得汽车涂层的耐腐烛性、耐久性，涂装的前处理中采用磷化处理。磷化剂的主要成分为酸式磷酸盐，金属离子以锌为主并含有少量镍、锰离子以及微量促进剂等。汽车磷化处理工艺是在含有氧化剂及各种添加剂的酸性磷化液中，发生化学反应、产生沉淀，附着于金属表面，构成磷化膜。影响磷化质量的因素有温度、总酸度、游离酸度等，特别是磷化液使用一定时间后就要更换，此时排放出含污染物浓度很高的磷化清槽液。磷化废水所含主要的污染物有：PO4 3-、SS、COD、NO3 -、NO2 -、Fe2+、Zn2+、Ni2+等。若不妥善处理，会对环境产生严重污染。
磷化废水的处理工艺还是以生化处理为主体，但是由于磷化废水中含有较多的有毒物质，若无有效预处理将会对生化部分造成较大的冲击。目前处理磷化废水，采用的方法主要是先进行调节PH，再加入混凝剂和絮凝剂进行混凝反应，然后进行固液分离，使高浓度废水变清。变清后的高浓度废水再与连续排放的低浓度废水混合进行生化处理。诸多专利、文献对汽车涂装废水做了广泛研究如：“一种涂装废水处理工艺方法(CN101857340A)”，“一种汽车涂装废水的回用处理方法(CN103739165A)”。上述处理工艺方法所需要处理设备多，投加药剂种类多，投加量大，设备利用率低，处理效率不高、运行成本高。
发明内容:
本发明的目的旨在克服现有处理方法的不足，提供一种汽车涂装磷化废水的预处理方法，该方法充分利用了用磷化废水的固有性质，强化了预处理效果，减少了药剂投加量，降低运行成本。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：
该方法按如下步骤进行：
a.将集水池来的磷化废水送反应装置，在反应装置用无机酸调整pH值＝2.8～3.5，加入磷化废水0.98‰～1.02‰质量份的催化剂，并鼓风曝气维持溶解氧1-2mg/L进行氧化还原反应1～2小时；反应结束后的磷化废水进pH值调整装置，用氢氧化钠调磷化废水pH值为弱碱性，磷化废水中的Ni与Zn在此条件下反应生成沉淀；去除沉淀的废水进沉淀装置，在沉淀装置按照磷化废水：絮凝剂＝100：0.95～1.05体积份配比加入絮凝剂，形成大的矾花经沉淀分离，得上清液；
b.将a步骤的上清液送设有一种或几种过滤介质的过滤器进一步去除污染物，所述的过滤介质是石英砂、无烟煤及活性炭；
c.将b步骤经过滤器过滤的上清液送离子交换树脂深度吸附装置，去除重金属离子后送生化处理系统。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
a步骤在加入催化剂时还加入磷化废水0.1‰～0.3‰质量份的金属Pt、金属Pd或两者任意配比的混合物。
a步骤所述的反应装置、pH值调整装置和沉淀装置连为一体。
a步骤所述的催化剂由金属铁：金属铜：碳＝75-85:9-11:1质量份配比的原料组成。
a步骤所述的无机酸是硫酸、盐酸或两者任意配比的混合液。
a步骤所述的絮凝剂是高分子絮凝剂PAM、聚合氯化铝或聚合硫酸铁。
c步骤所述的离子交换树脂深度吸附装置内置有亚氨基酸群。
集水池主要用来收集磷化工序的排水。由于磷化废水的排放无规律性，水质、水量变化大，缓冲集水池在接收清槽液时起到了缓冲、均质混合的作用，通过设置曝气装置强化了均质作用。由于磷化废水的pH值偏低，构筑物需做防腐处理。
所述的反应装置、pH值调整装置和沉淀装置连为一体，集反应和沉淀于一体。由于磷化废水pH值约为4左右，通过加少量的无机酸，调整pH为3左右，并鼓风曝气维持溶解氧1-2mg/L进行反应，通过氧化还原反应将难生物降解、化学性质稳定的有机物大分子结构得以改变，部分或者全部转化为可生物降解的物质，重金属离子得到有效去除，为后续的生物处理单元提供良好的处理条件。在反应器中添加金属Pt、Pd来强化Fe的还原作用和有机物的去除能力，磷化废液中所含的金属离子Zn2+、Ni2+对催化处理效果起到了促进作用。
所述的多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程。
所述的深度吸附装置是对重金属离子去除的一种保护装置，所选填充物为吸附树脂。
与现有汽车涂装磷化废水处理方法比较，本发明具有如下优点：
(1)缓冲集水池在收集连续性排放废水的同时，对间歇性高浓废水的排放起到了缓冲作用，对后续的处理工艺起到了很好的保护作用。
(2)本发明的反应装置、pH值调整装置和沉淀装置连为一体，充分利用了磷化废水的固有酸性，使得酸、碱试剂的用量大幅减少。在去除重金属离子的同时挖掘了重金属离子对氧化还原反应的催化作用，降低了催化填料的损耗，从而达到降低运行处理成本的目的。
(3)磷化废水的浊度和重金属离子去除完全，保证了后续生化处理工艺的稳定运行。
附图说明:
图1是本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例，并结合本发明处理工艺流程图对本发明进一步说明，本领域技术人员应该能够知晓，本发明不只限于此实施例。
某大型合资轿车公司涂装车间涂装生产线前处理工艺排放磷化废水，水量为350m3/d，CODcr浓度平均达500mg/L，pH为5.4，Zn2+、Ni2+浓度为30mg/L、30mg/L。
实施例1：
该方法按如下步骤进行：
a.将集水池来的磷化废水送反应装置，在反应装置用硫酸调整pH值＝2.8，加入磷化废水1.02‰质量份的催化剂，另外还加入磷化废水:0.1‰质量份的金属Pt来强化Fe的还原作用和有机物的去除能力，并鼓风曝气维持溶解氧2mg/L进行氧化还原反应1小时；反应结束后的磷化废水进pH值调整装置，用氢氧化钠调磷化废水pH值为弱碱性，磷化废水中的Ni与Zn在此条件下反应生成沉淀；去除沉淀的废水进沉淀装置，在沉淀装置按照磷化废水：高分子絮凝剂PAM＝100：1.05体积份配比加入高分子絮凝剂PAM，形成大的矾花经沉淀分离，得上清液；所述的反应装置、pH值调整装置和沉淀装置连为一体；所述的催化剂由金属铁：金属铜：碳＝75-85:9:1质量份配比的原料组成；
b.将a步骤的上清液送设有一种或几种过滤介质的过滤器进一步去除污染物，出水浊度可达3度以下，所述的过滤介质是石英砂、无烟煤及活性炭；
c.将b步骤经过滤器过滤的上清液送内置有亚氨基酸群的离子交换树脂深度吸附装置，去除重金属离子后送生化处理系统。
实施例2：
该方法按如下步骤进行：
a.将集水池来的磷化废水送反应装置，在反应装置用硫酸调整pH值＝3.5，加入磷化废水0.98‰质量份的催化剂，另外还加入磷化废水:0.3‰质量份的金属Pt来强化Fe的还原作用和有机物的去除能力，并鼓风曝气维持溶解氧1mg/L进行氧化还原反应2小时；反应结束后的磷化废水进pH值调整装置，用氢氧化钠调磷化废水pH值为弱碱性，磷化废水中的Ni与Zn在此条件下反应生成沉淀；去除沉淀的废水进沉淀装置，在沉淀装置按照磷化废水：高分子絮凝剂PAM＝100：0.95体积份配比加入高分子絮凝剂PAM，形成大的矾花经沉淀分离，得上清液；所述的反应装置、pH值调整装置和沉淀装置连为一体；所述的催化剂由金属铁：金属铜：碳＝75-85:11:1质量份配比的原料组成；
b.将a步骤的上清液送设有一种或几种过滤介质的过滤器进一步去除污染物，出水浊度可达3度以下，所述的过滤介质是石英砂、无烟煤及活性炭；
c.将b步骤经过滤器过滤的上清液送内置有亚氨基酸群的离子交换树脂深度吸附装置，去除重金属离子后送生化处理系统。
实施例3：
该方法按如下步骤进行：
a.将集水池来的磷化废水送反应装置，在反应装置用硫酸调整pH值＝3.1，加入磷化废水1.00‰质量份的催化剂，另外还加入磷化废水:0.2‰质量份的金属Pt来强化Fe的还原作用和有机物的去除能力，并鼓风曝气维持溶解氧1-2mg/L进行氧化还原反应1.5小时；反应结束后的磷化废水进pH值调整装置，用氢氧化钠调磷化废水pH值为弱碱性，磷化废水中的Ni与Zn在此条件下反应生成沉淀；去除沉淀的废水进沉淀装置，在沉淀装置按照磷化废水：高分子絮凝剂PAM＝100：1.00体积份配比加入高分子絮凝剂PAM，形成大的矾花经沉淀分离，得上清液；所述的反应装置、pH值调整装置和沉淀装置连为一体；所述的催化剂由金属铁：金属铜：碳＝75-85:10:1质量份配比的原料组成；
b.将a步骤的上清液送设有一种或几种过滤介质的过滤器进一步去除污染物，出水浊度可达3度以下，所述的过滤介质是石英砂、无烟煤及活性炭；
c.将b步骤经过滤器过滤的上清液送内置有亚氨基酸群的离子交换树脂深度吸附装置，去除重金属离子后送生化处理系统。
实施例4：
用盐酸替代硫酸，其他分别同实施例1-3。
实施例5：
用硫酸和盐酸任意配比的混合液替代硫酸，其他分别同实施例1-3。
实施例6：
用金属Pd替代金属Pt，其他分别同实施例1-6。
实施例7：
用金属Pd和金属Pt任意配比的混合物替代金属Pt，其他分别同实施例1-6。

Claims (1)

1.一种汽车涂装磷化废水的预处理方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：
a. 将集水池来的磷化废水送反应装置，在反应装置用无机酸调整pH值＝2.8～3.5，加入磷化废水0.98‰～1.02‰质量份的催化剂，并鼓风曝气维持溶解氧1-2mg/L进行氧化还原反应1～2小时；反应结束后的磷化废水进pH值调整装置，用氢氧化钠调磷化废水pH值为弱碱性，磷化废水中的Ni与Zn在此条件下反应生成沉淀；去除沉淀的废水进沉淀装置，在沉淀装置按照磷化废水：絮凝剂＝100：0.95～1.05体积份配比加入絮凝剂，形成大的矾花经沉淀分离，得上清液；
b.将a步骤的上清液送设有一种或几种过滤介质的过滤器进一步去除污染物，所述的过滤介质是石英砂、无烟煤及活性炭；
c.将b步骤经过滤器过滤的上清液送离子交换树脂深度吸附装置，去除重金属离子后送生化处理系统；
a步骤在加入催化剂时还加入磷化废水0.1‰～0.3‰质量份的金属Pt、金属Pd或两者任意配比的混合物；所述的反应装置、pH值调整装置和沉淀装置连为一体；所述的催化剂由金属铁：金属铜：碳＝75-85:9-11:1质量份配比的原料组成；所述的无机酸是硫酸、盐酸或两者任意配比的混合液；所述的絮凝剂是高分子絮凝剂PAM、聚合氯化铝或聚合硫酸铁。
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