今天為大家介紹的污水處理技術(shù)是“磷化廢水處理工藝”

　　磷化廢水處理工藝，所述處理工藝包括向磷化廢水中加入氫氧化鈣懸濁液，攪拌均勻后加入混凝劑與復(fù)合生物質(zhì)炭，實時監(jiān)測出水處pH值;沉淀打入污泥槽，清液與工業(yè)廢酸混合二次沉淀，沉淀后的清液根據(jù)測得的總磷、鎳、COD值決定進行生化處理或排放至污水管網(wǎng)。本發(fā)明處理藥劑有效使用率大幅度提高，可接近100%，同時藥劑便宜易得明顯降低處理成本;處理過程僅需管控出水的pH值一項指標便可以保證出水的水質(zhì)達標，更易操作;處理出水經(jīng)調(diào)整pH值后再確認COD合格可進行直排，工藝得到大幅度的簡化，亦降低了運行處理的費用。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種磷化廢水處理工藝，其特征在于，所述處理工藝包括向磷化廢水中加入氫氧化鈣懸濁液，攪拌均勻后加入混凝劑與復(fù)合生物質(zhì)炭，實時監(jiān)測出水處pH值;沉淀打入污泥槽，清液與工業(yè)廢酸混合二次沉淀，沉淀后的清液根據(jù)測得的總磷、鎳、COD值決定進行生化處理或排放至污水管網(wǎng)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷化廢水處理工藝，其特征在于，所述處理工藝包括以下步驟：

　　a)將磷化廢水存儲池內(nèi)的廢水使用提升泵打到攪拌反應(yīng)槽內(nèi)，在攪拌狀態(tài)下不斷滴加質(zhì)量分數(shù)為8-10%的氫氧化鈣懸濁液，再繼續(xù)添加混凝劑與復(fù)合生物質(zhì)炭，通過在線pH實時測量出水的pH值，并通過PLC控制氫氧化鈣懸濁液的滴加量，待出水pH為10.5-11時，停止滴加氫氧化鈣懸濁液，然后靜置沉淀;

　　b)將沉淀通過污泥泵或隔膜泵打至污泥槽，通過螺桿泵打入板框壓濾機內(nèi)壓濾呈濾餅;清液經(jīng)過管道混合器與工業(yè)廢酸混合，待pH為7-8時，進入二次存儲池進行二次沉淀;

　　c)清液根據(jù)測得的總磷、鎳、COD值決定進行生化處理或排放至污水管網(wǎng)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種磷化廢水處理工藝，其特征在于，混凝劑為質(zhì)量比2:1的聚丙烯酰胺與聚合氯化鋁，加入量為1.5-2g每升磷化廢水。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種磷化廢水處理工藝，其特征在于，復(fù)合生物質(zhì)炭的制備方法如下：

　　1)、將脫水后紅藻、脫水后的椰殼、花生殼粉碎并混合后放置于炭化裝置中，在通大氣條件下以50-60℃/min的速度升溫至450-500℃并保持10-30min，結(jié)束后洗凈、干燥，得到預(yù)炭化物;

　　2)、將步驟1)的預(yù)炭化物與活性劑按質(zhì)量比1：2-3混合并放置于微波輻射裝置中，在惰性氣體氛圍下先后進行低溫炭化和高溫炭化，其中低溫炭化溫度500-550℃，炭化時間2-4h;高溫炭化溫度為1250-1400℃，炭化時間4-6h;

　　3)、對炭化后的物質(zhì)進行清洗、干燥，制得復(fù)合生物質(zhì)炭。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種磷化廢水處理工藝，其特征在于，所述紅藻、椰殼、花生殼的質(zhì)量比為2:3-5:3-4。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種磷化廢水處理工藝，其特征在于，活性劑為質(zhì)量比為1:1的氫氧化鈣與氯化鋅的混合物。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種磷化廢水處理工藝，其特征在于，在步驟2)的低溫炭化過程中，升溫速率為20-25℃/min，微波功率500-600W，微波頻率2450MHz;在高溫炭化過程中，升溫速率為30-45℃/min，微波功率800-1000W，微波頻率2450MHz。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種磷化廢水處理工藝，其特征在于，在步驟2)的高溫炭化過程中，向微波輻射裝置內(nèi)通入氨氣，相對于紅藻、椰殼、花生殼的總質(zhì)量每100g，氨氣的通入量為2-4L/min。

　　說明書

　　一種磷化廢水處理工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及廢水處理，尤其涉及一種原料來源豐富、有效使用率高，降低成本，操作方便、工藝簡化的磷化廢水處理工藝。

　　背景技術(shù)

　　汽車工業(yè)生產(chǎn)工藝主要包括機械加工、成型、焊接、表面處理、涂裝、總裝等工序，其中表面處理和涂裝是排放廢水的主要工藝。目前汽車工業(yè)廢水的處理方法主要有生化處理法、物化處理法和膜分離法等。由于廢水種類多、污染濃度高，某些廢水可生化性差，單純的生化處理不能滿足達標要求;單純的物化處理不僅成本高，而且對溶解性有機物的去除效果也較差，出水也達不到排放標準;膜分離法和膜的性能有關(guān)，且運行費用高，采用較少。

　　涂裝生產(chǎn)過程中磷化處理是一種較為常見的前處理工藝，磷化膜層緊密、牢固的結(jié)合在金屬表面提供初步的防腐能力，同時磷化膜表面微觀結(jié)構(gòu)為凹凸不平，增加了工件的表面積，可以明顯提高涂料與基體的附著力。磷化液的主要成分為酸式磷酸鹽，以磷酸二氫鋅為主針對不同的底材及使用需求增加某些特定成分，如汽車涂裝前處理工藝中使用的為含有鋅、錳、鎳離子的三元磷化液，鑄造工件使用的以磷酸二氫亞鐵為主的磷化液，還有以磷酸二氫鈣為主的磷化液。磷化液中的游離態(tài)磷、重金屬離子對自然環(huán)境具有較大的危害性，磷化后的工件清洗用水及廢棄的磷化液均需處理達標后方可排放�，F(xiàn)目前磷化廢水的處理方法以化學(xué)法為主，在攪拌的狀態(tài)下投加氫氧化鈉中和廢水的酸性并使金屬離子生成氫氧化物沉淀，投加氯化鈣使磷酸根生成磷酸鈣、羥磷灰石沉淀。接著投加無機絮凝劑聚合氯化鋁PAC和有機絮凝劑聚丙烯酰胺PAM。PAC的作用為促使微小沉淀聚合，PAM作為有機高分子絮凝劑依靠其復(fù)雜的線性結(jié)構(gòu)和帶有一定電荷的基團吸附微小的沉淀，聚合為大塊的團狀沉淀，大大加速沉淀過程。處理完后的廢水進入沉淀槽內(nèi)進行沉淀，底部沉淀的污泥打至污泥槽進行壓濾，上層清液溢流至與其它廢水混合后進行下一步生化處理。

　　磷化廢水處理過程中發(fā)揮作用的為氫氧根離子和鈣離子，現(xiàn)工藝中鈉離子及氯離子不參加反應(yīng)，物料有效利用率經(jīng)計算可知不足50%，原子經(jīng)濟性太低，不符合綠色化學(xué)的原則，處理運行成本偏高。兩種藥劑搭配使用的比例不容易控制，常導(dǎo)致出水水質(zhì)不達標需進行二次處理或者藥劑超量使用帶來浪費，無形中增加了該處理工藝的管控難度。處理完成的磷化廢水再次與其它廢水進行混合處理，增加了總體廢水的處理量，拉高了運行成本。

　　中國專利公布號CN104876392A，公布日為2015年9月2日，名稱為一種涂裝廢水處理工藝流程，該申請案包括通過粗柵欄，細柵欄過濾，油脂廢水進行破乳處理，污泥脫水回收利用，工件表面磷化，對電泳廢水集中處理，對涂裝廢水中高分子樹脂、顏料、粉劑、表面活性劑、助劑進行集中處理，氣浮，曝氣凈化，低濃度廢水混合，廢水進行批量處理，接入生物氧化池，廢水進行二級處理，采用膜分離技術(shù)把大分子有機物質(zhì)截留，氨氮加入次氯酸鈉，鹽類回收，流砂過濾，把廢水進行活性炭過濾，凈水排放。其不足之處在于，步驟較多，操作略顯復(fù)雜。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于為了解決現(xiàn)有處理磷化廢水工藝步驟較多，操作復(fù)雜，成本較高的缺陷而提供一種原料來源豐富、有效使用率高，降低成本，操作方便、工藝簡化的磷化廢水處理工藝。

　　為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

　　一種磷化廢水處理工藝，所述處理工藝包括向磷化廢水中加入氫氧化鈣懸濁液，攪拌均勻后加入混凝劑與復(fù)合生物質(zhì)炭，實時監(jiān)測出水處pH值;沉淀打入污泥槽，清液與工業(yè)廢酸混合二次沉淀，沉淀后的清液根據(jù)測得的總磷、鎳、COD值決定進行生化處理或排放至污水管網(wǎng)。在本技術(shù)方案中，本發(fā)明使用氫氧化鈣，其組成部分氫氧根及鈣離子恰好是現(xiàn)處理工藝中發(fā)揮處理作用的成分，理論上使用該藥劑進行廢水的處理物料利用率可達到100%，且該藥劑廉價易得，是進行磷化廢水處理的有效處理劑。

　　植物材料制備的生物炭具有多孔性，包含大量微米級至納米級的分級多孔精細結(jié)構(gòu);復(fù)合生物炭是由植物生物質(zhì)在完全或部分缺氧的情況下，經(jīng)熱解炭化產(chǎn)生的一類高度芳香化的難熔性固態(tài)物。其具有多孔性，表面積大和表面帶有大量的負電荷等特性，表現(xiàn)出極強的重金屬吸附能力，能夠吸附多種重金屬。生物炭中有機炭含量可以高達 90%，具有很高的生物化學(xué)和熱穩(wěn)定性，可長期穩(wěn)定地存在于環(huán)境中而不易被礦化。而磷化廢水中重金屬含量較高，使用復(fù)合生物質(zhì)炭可以將這些重金屬吸附，從而在氫氧化鈣作用下更進一步去除重金屬污染。

　　作為優(yōu)選，所述處理工藝包括以下步驟：

　　a)將磷化廢水存儲池內(nèi)的廢水使用提升泵打到攪拌反應(yīng)槽內(nèi)，在攪拌狀態(tài)下不斷滴加質(zhì)量分數(shù)為8-10%的氫氧化鈣懸濁液，再繼續(xù)添加混凝劑與復(fù)合生物質(zhì)炭，通過在線pH實時測量出水的pH值，并通過PLC控制氫氧化鈣懸濁液的滴加量，待出水pH為10.5-11時，停止滴加氫氧化鈣懸濁液，然后靜置沉淀;

　　b)將沉淀通過污泥泵或隔膜泵打至污泥槽，通過螺桿泵打入板框壓濾機內(nèi)壓濾呈濾餅;清液經(jīng)過管道混合器與工業(yè)廢酸混合，待pH為7-8時，進入二次存儲池進行二次沉淀;

　　c)清液根據(jù)測得的總磷、鎳、COD值決定進行生化處理或排放至污水管網(wǎng)。

　　作為優(yōu)選，混凝劑為質(zhì)量比2:1的聚丙烯酰胺與聚合氯化鋁，加入量為1.5-2g每升磷化廢水。

　　作為優(yōu)選，復(fù)合生物質(zhì)炭的制備方法如下：

　　1)、將脫水后紅藻、脫水后的椰殼、花生殼粉碎并混合后放置于炭化裝置中，在通大氣條件下以50-60℃/min的速度升溫至450-500℃并保持10-30min，結(jié)束后洗凈、干燥，得到預(yù)炭化物;

　　2)、將步驟1)的預(yù)炭化物與活性劑按質(zhì)量比1：2-3混合并放置于微波輻射裝置中，在惰性氣體氛圍下先后進行低溫炭化和高溫炭化，其中低溫炭化溫度500-550℃，炭化時間2-4h;高溫炭化溫度為1250-1400℃，炭化時間4-6h;

　　3)、對炭化后的物質(zhì)進行清洗、干燥，制得復(fù)合生物質(zhì)炭。

　　在本技術(shù)方案中，由于紅藻、椰殼、花生殼中含有易揮發(fā)物質(zhì)，如果直接進行炭化會導(dǎo)致生物質(zhì)炭的雜質(zhì)含量較高，因此在步驟1)中，對紅藻、椰殼、花生殼進行通大氣升溫預(yù)處理，在此過程中，紅藻、椰殼、花生殼中的易揮發(fā)物質(zhì)在遇氧以及高溫狀態(tài)下迅速氧化燒失，這些易揮發(fā)物質(zhì)的燒失，不僅減少了雜質(zhì)的含量，同時也在預(yù)炭化物的基體上生成了大量的空隙，增大了比表面積，便于在后續(xù)炭化過程中與活性劑接觸。

　　選用微波輻射加熱對預(yù)炭化物進行炭化，微波輻射加熱是通過被加熱體內(nèi)部偶極分子的高頻往復(fù)運動，使分子間相互碰撞產(chǎn)生大量摩擦熱量，繼而使物料內(nèi)外部同時快速均勻升溫。微波輻射加熱具有操作簡單、升溫速率快、反應(yīng)效率高、加熱均勻性好等優(yōu)點。炭化過程分為低溫炭化以及高溫炭化兩個步驟，在低溫炭化過程中，原料中的有機化合物在絕氧以及高溫條件下分解為炭和各種氣體。其中碳源到達玻璃化轉(zhuǎn)變溫度后，其剛性降低，柔性增強，在此溫度下，活性劑氫氧化鉀、氫氧化鈉與C反應(yīng)生成碳酸鉀、碳酸鈉，碳酸鉀、碳酸鈉又分解為氧化鉀、氧化鈉和二氧化碳，由于此時炭材料的柔性較強，可塑性較高，氣體生成時能夠在炭基體中生成大量孔隙，在此溫度下保持較長時間，有利于增大炭的比表面積。在高溫炭化過程中，碳源繼續(xù)升溫后又生成剛性較強的炭，此時炭的結(jié)構(gòu)已基本固定，由于剛性增強，大的孔隙已無法生成。這時碳酸鉀、碳酸鈉、氧化鉀、氧化鈉與C生成的金屬鉀、金屬鈉的沸點已達到(鉀沸點760℃，鈉沸點880℃)，生成鉀蒸汽、鈉蒸汽，這些高溫的蒸氣能夠在炭基體上生成尺寸較小的微孔，進一步增加炭的比表面積。

　　復(fù)合生物質(zhì)炭選用紅藻、椰殼、花生殼為前驅(qū)體，由于這些混合物自身結(jié)構(gòu)的特殊性，由上述前驅(qū)體制得的復(fù)合生物質(zhì)炭具有極高的活性，且制得的復(fù)合生物質(zhì)炭各種尺寸的孔含量豐富，表面積大和表面帶有大量的負電荷等特性，表現(xiàn)出極強的重金屬吸附能力，能夠吸附多種重金屬，與反應(yīng)物的接觸面積大，反應(yīng)效率高。

　　作為優(yōu)選，所述紅藻、椰殼、花生殼的質(zhì)量比為2:3-5:3-4。

　　作為優(yōu)選，活性劑為質(zhì)量比為1:1的氫氧化鈣與氯化鋅的混合物。

　　作為優(yōu)選，在步驟2)的低溫炭化過程中，升溫速率為20-25℃/min，微波功率500-600W，微波頻率2450MHz;在高溫炭化過程中，升溫速率為30-45℃/min，微波功率800-1000W，微波頻率2450MHz。

　　作為優(yōu)選，在步驟2)的高溫炭化過程中，向微波輻射裝置內(nèi)通入氨氣，相對于紅藻、椰殼、花生殼的總質(zhì)量每100g，氨氣的通入量為2-4L/min。在本技術(shù)方案中，盡管對原料在炭化前經(jīng)過預(yù)處理去除雜質(zhì)，但是還是含有少量的硫，因此需要對其進行脫硫處理。在高溫下氨氣會在裝置內(nèi)生成具有強還原性的氫，氫能夠與炭材料中的碳硫鍵反應(yīng)，從而將硫脫除。

　　本發(fā)明的有益效果是：

　　1)處理藥劑有效使用率大幅度提高，可接近100%，同時藥劑便宜易得明顯降低處理成本;

　　2)處理過程僅需管控出水的pH值一項指標便可以保證出水的水質(zhì)達標，更易操作;

　　3)處理出水經(jīng)調(diào)整pH值后再確認COD合格可進行直排，工藝得到大幅度的簡化，亦降低了運行處理的費用。

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