2014涂装磷化废水处理工艺改进研究 - 图文

涂装磷化废水处理工艺改进研究

李明喜

长春凯密特尔化学品有限公司，吉林长春，130103

摘要：针对某整车厂涂装车间磷化含镍废水与车间其他污水混合处理的问题，重新设计混

凝沉淀工艺，改造管路，重新布置沉淀池，增加污泥浓缩槽和板框压泥机，使含重金属镍的磷化废水与车间其他污水分开单独处理，含镍的污泥也单独处理。运行结果表明，出水达到了国家污染物三级排放标准，且具有处理效果稳定、操作简便、污泥处理费用低等优点。

关键词：磷化废水；含镍废水；含磷废水；混凝沉淀。

磷化工艺作为重要的防腐蚀防锈预处理工艺，是多个工业领域不可缺少的重要加工过程，例如机械、电器、汽车及零部件等行业。但是磷化在使用过程中产生的废水，不仅含有大量表面活性剂、乳化油等有机污染物，而且含有磷酸盐、氟化物、酸、碱以及锌、镍、锰等重金属污染物，这些重金属离子有些是属于致癌、致畸、致突变的有毒物质，如不经过处理直接排放会对周围环境及人体产生极大的危害，特别是镍属于国家污染物排放标准中第一类控制污染物，含镍废水和污泥需要单独处理。

长春某整车厂涂装车间车身前处理处理工段采用的低温磷化工艺过程中，每天都会产生上述含磷酸盐、重金属污染物的废水，车间污水站原有工艺已对该废水进行了处理，但是原有工艺是将磷化废水与车间其他污水混合后加药混凝沉淀的处理方法，该方法造成了含镍废水未单独处理，且沉淀池产生的污泥均含有镍，含镍污泥也未单独处理，不符合现行国家环保要求。针对这一情况，对该污水站来水管路、混凝沉淀工艺、沉淀池、污泥浓缩槽、压泥机等进行了改造，以达到含镍磷化废水与车间其他污水分开单独处理，含镍的污泥也单独处理的目的。

1·设计水质水量及排放标准

1.1污染源分析

表1.1 涂装前处理磷化工艺主要污染物

（1）脱脂废水：该整车厂前处理采用热碱液洗去车身油脂工艺，白车身在涂装前要将其表面油污、铁屑、焊渣焊球、灰尘等杂质清洗干净。清洗液是含有高效表面活性剂的复合碱性脱脂液。该工序通过溢流方式连续排放含污染物浓度相对低些的清洗废水，排放量8~10吨/小时；脱脂液使用一定时间后，必须定期（1~3月）排放含高浓度污染物的整槽废液或槽底残液及清槽废水。主要污染物为石油类、LAS、SS、磷酸盐、COD、pH等，COD浓度较高[4]。

（2）磷化钝化废水：来源于该车间前处理过程磷化钝化工艺。该工序所用磷化液为酸式磷酸盐（主要为锌盐、锰盐、铁盐）、氧化剂（常用硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐）和多种添加剂（锌、锰、镍、氟添加剂、结渣剂等），采用无铬钝化工艺，钝化废水含有氟化锆。该工序会连续排放污染物浓度相对较低的磷化漂洗废水，排放量10吨/小时左右，定期倒槽残液及清槽废水。该工序废水主要成分为SS、酸性物质、重金属、磷酸盐等污染物，其浓度相对较高。 1.2磷化废水水量情况

表1.2 涂装车间磷化废水排放量统计表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

区域 前处理一区 前处理二区 前处理三区 前处理四区 前处理五区 前处理六区 前处理七区 前处理八区 前处理九区 前处理十区

每小时水量（吨）

0 0 0 8 0 0 8 0 0 0

每天水量（吨）

0 0 0 112 0 0 112 0 0 0

每周水量（吨）

45 13 13 1440 90 16 1440 40 60 100

根据上述表格统计，该涂装车间前处理磷化工段有每天排放、每周排放和不定期排放多种情况，排放水不规律。

1.3磷化废水水质情况

表1.3 涂装车间废水排放水质统计表

根据汽车涂装生产工艺的要求，各工序的停留时间不同，各槽液的使用周期也不同，因此，汽车涂装废水的排放除部分清洗废水连续排放外，其他废水多为间歇排放。有如下特征： （1）废水种类繁多、成分复杂； （2）可生化性差；

（3）排放水量、水质变化大[3]； （4）排放无规律。 1.4排放标准

车间的排放标准内控值优于国家三级排放标准。

表1.4 排放水的主要指标排放要求

CODcr 磷酸盐 油类 pH SS 总镍 总锌 总锰

<400 <5.0 <20 6.0～9.0 <400 <0.5 <5.0 <5.0

污染物名称

排放指标要求 (mg/L)

2·工艺流程

2.1 原工艺流程

该涂装车间污水站原磷化废水处理工艺流程见图2.1及图2.2。

图2.1某整车厂涂装车间磷化废水处理原工艺流程图

图2.2某整车厂涂装车间废水污泥处理原工艺流程图

从图2.1和图2.2可以看出，原废水处理工艺采用化学混凝沉淀法对车间废水进行处理，具有工艺简单、操作简便等特点，但其缺点也是明显的：原工艺将磷化含镍废水与车间其他污水混合一起处理，且沉淀池产生的所有污泥均含有镍，这与国家最新环保管理要求有违背，同时导致整个污水站所产生污泥均为危险废弃物，也增加了含镍污泥外运付费处理的成本。 2.2改造思路

针对原废水处理工艺存在的不足，采取如下的改造措施：

（1） 利用现有反应槽和沉淀池，将原有的2组并列的混合处理系统分解为含镍废水处

理系统和综合废水处理系统；

（2） 重新核算处理水量水质，布置槽体及管线；

（3） 废弃原有污泥浓缩槽，新增2个污泥浓缩槽，分别存放含镍污泥和综合污泥； （4） 新增2台板框压泥机，废弃原有带式压泥机，分别压干含镍污泥和综合污泥。 2.3改造后工艺流程

改造后的处理工艺流程如图2.3所示。含镍等重金属的磷化、钝化废水单独存放在原脱脂废水储槽，以25m3/h的流量流入反应槽1先后加人石灰、碱、聚合双酸铝铁、PAM阴离

子进行反应，废水的污染物在碱性条件下，与投加的药品反应，使生成的羟基磷灰石和镍、锌等重金属氢氧化物的生成沉淀物，出水进入竖流沉淀池1和2进行沉淀，出水清亮，流入pH调整槽1，调节pH值后进入调配池。其他废水也单独存放在相应的废水储槽内，根据来水浓度不同进行配水混合，由各自的提升泵提升至反应槽2，以45m3/h的流量流入反应槽1先后加人石灰、碱、聚合双酸铝铁、PAM阴离子进行反应，出水进入斜管沉淀池3和4进行沉淀，出水清亮，流入pH调整槽2，调节pH值后进入调配池。

碱的投加在pH监测下，经PLC控制泵变频投加，使废水反应的pH值控制在需要的精确的波动范围（如10.5-11之间）。

酸的投加在pH监测下，经PLC控制计量泵投加，使废水反应的pH值控制在需要的精确的波动范围（如7.0-7.5之间）。

调配池内的水流入生化处理阶段。沉淀池1和2的污泥通过其排泥泵打入磷化污泥浓缩槽，沉淀池3和4的污泥通过其排泥泵打入综合污泥浓缩槽，两浓缩槽污泥分开泵入磷化板框压泥机和综合板框压泥机，压干后的污泥饼外运委托处理。该工艺方案实现了含镍污水的单独处理、含镍污泥的单独处理。

至生化系统 图2.3 改造后车间磷化废水处理工艺流程图

3·主要构筑物及设备参数

系统名称 名称 磷化钝化废水储存槽 脱脂废水储存槽 电泳废水储存槽 喷漆废水储存槽一 喷漆废水储存槽二 预沉淀池 改造内容 设备改造 管道更换 设备改造 管道更换 设备改造 管道更换 设备改造 管道更换 设备改造 管道更换 沉淀池改造 污泥斗反吹电磁阀 进水管道更换 排泥管道更换 管道更换 污泥斗反吹电磁阀 排泥管道更换 进水管道更换 进水管道更换 排空管道更换 排泥泵更换 新增板框压滤机两台 新增压滤机平台 新增压滤机楼梯 增加污泥滑槽 新增污泥储存槽 污泥输送管道安装 新增磷化污泥泵 新增综合污泥泵 规格型号 9.5*5.2*3.6 DN150、UPVC 9.5*5.2*3.6 DN150、UPVC 9.5*5.2*3.6 DN150、UPVC 9.5*5.2*3.6 DN150、UPVC 9.5*5.2*3.6 DN150、UPVC DN15 DN100、PP DN100、PP DN100、PP DN15 DN100、PP DN150、UPVC DN200、UPVC DN65、PP 1.5寸 120㎡ 12*6m 配套 配套 7.5*4*3m DN80，PP 1.5寸 1.5寸 单位 套 m 套 m 套 m 套 m 套 m 套 套 m m m 套 m m m m 台 套 ㎡ m 套 套 m 台 台 数量 1 30 1 30 1 30 1 30 1 30 2 2 120 110 70 2 120 80 120 20 2 2 72 4.5 2 1 65 2 2 供应商 改造厂家 国产/联塑 改造厂家 国产/联塑 改造厂家 国产/联塑 改造厂家 国产/联塑 改造厂家 国产/联塑 改造厂家 德国/EBRO 国产/联塑 国产/联塑 国产/联塑 德国/EBRO 国产/联塑 国产/联塑 国产/联塑 国产/联塑 美国/英格索兰 国产/景津 改造厂家 改造厂家 改造厂家 改造厂家 国产/太钢 英格索兰 英格索兰 物化系统 压泥系统 斜板沉淀池 反应槽 其它 污泥储存槽

附属设施 新增液位计 新增干泥储槽 新建压滤机回水槽 新增回水回流泵 侧装隔膜 2m3 3.0*2.0*2.0m Q=15m3/h，H=10m 套 套 套 台 6 4 1 3 JUMO 改造厂家 改造厂家 格兰富 4.运行效果

经过3个多月的调试运行，该涂装废水站各方面运行正常，处理效果良好，处理能力和出水指标可以达到设计目标，各指标均符合《国家污水排放标准》（GB8978-1996）三级排放标准要求。部分检测数据如下：

表4.1 物化污染物平均去除率

序号 1

2 3 4 5

污染物名称

pH CODcr 油类 TP Ni

进水值mg/L

6~9 1500 50 60 0.8

出水值mg/L

6~9 750 15 3 0.06

去除率% / 50 70 95 92.5

5·经济效益

该工程总投资约168.72万元，其中设备及安装投资为140万元，土建投资28.72万元。 该工程完成后，每日可减少含镍污泥4吨，日节省含镍污泥处理费用为（2800-1500）×4=5200元，年节省污泥外运处理费用约180万元。

6·结论

在利用原废水处理工艺设备的基础上，针对含镍废水、污泥不能单独处理等问题，通过管路改造、沉淀池重新布置，新增污泥浓缩槽和压泥机等方案对原有工艺进行了优化改造。改造完成后，系统运行良好，出水各项指标均达到《国家污水排放标准》（GB8978-1996）三级排放标准要求，实现了达标排放，实现了含镍废水和污泥的单独处理，并大幅降低了危险废弃污泥的处理成本。

参考文献：

[1] 张宁远.汽车涂装废水的处理[J].污染防治技术,2003,16(4):92-94. [2] 蔡亮,高莹.典型汽车涂装废水处理工艺[J].净水技术,2004,(6):41-44. [3] 王锡春,姜英涛.涂装技术.第一册(总论)[M].北京:化学工业出版社,1986.

[4] 李明喜，整车厂涂装车间废水处理工艺及应用研究.中国优秀博硕士学位论文全文数据库, 2013.05.01.

[5] 陈军,汽车涂装废水处理工艺的研究与改进[J].价值工程,2010(03):49-50.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/be1a.html