申请日2018.12.13
公开(公告)日2019.02.01
IPC分类号C02F9/04; C02F103/34
摘要
一种酸洗磷化废水处理方法和系统，属于工业废水治理技术领域，将废水化学沉淀并调质调量后进行多级化学沉淀，然后通过生物炭反应器进行吸附去除，最后通过阳离子树脂交换器进一步降低废水中的污染物后使水质达标排放。本发明采用多级处理的方式对酸洗磷化废水中的污染物有针对性地去除，工艺可靠、运行稳定、成本相对较低，处理效果好。
权利要求书
1.一种酸洗磷化废水处理方法，其特征在于：将废水化学沉淀并调质调量后进行多级化学沉淀，然后通过生物炭反应器进行吸附去除，最后通过阳离子树脂交换器进一步降低废水中的污染物后使水质达标排放。
2.如权利要求1所述的酸洗磷化废水处理方法，其特征在于：废水化学沉淀并调质调量是指将废水汇入化学沉淀池后投加石灰乳和PAM溶液，沉淀去除废水中的磷、镍污染物，并对水质进行调节，调节后的废水稳定进入后续处理单元;
石灰乳是指石灰水溶液，当废水为正常酸洗磷化废水时，溶液中石灰乳投加量为1.0-2.5g/L混合液;若为倒槽液，溶液中石灰乳投加量为3.5-10.0g/L混合液;
投加PAM溶液时，PAM的投加量不低于0.004g/L混合液;
酸洗磷化废水在调节沉淀池内的水力停留时间不低于8h。
3.如权利要求1所述的酸洗磷化废水处理方法，其特征在于：进行多级化学沉淀是指采用一级化学沉淀槽、二级化学沉淀槽和三级化学沉淀槽对废水中的污染物投加药剂后进行多级沉淀去除;
在一级化学沉淀槽内投加NaOH溶液将混合液的pH值控制在10-11，并投加PAC和PAM溶液沉淀去除混合液中的镍污染物，投加的PAC和PAM溶液中PAC和PAM的投加量分别不低于1.2g/L混合液和0.004g/L混合液;
将一级化学沉淀槽分隔为连通的反应区和沉淀区，沉淀区设置斜管，水力负荷控制在0.8 - 1.7m3/(m2.h)，混合夜在沉淀区的停留时间不低于1h。
4.如权利要求1所述的酸洗磷化废水处理方法，其特征在于：在二级化学沉淀槽内投加NaOH溶液将混合液的pH值控制在10-11，并投加CaCl2、PAC和PAM溶液沉淀去除混合液中的磷酸盐污染物，投加的CaCl2溶液中CaCl2的投加量0.6-1.5g/L混合液，投加的PAC和PAM溶液中PAC和PAM的投加量分别不低于1.5g/L混合液和0.004g/L混合液;
将二级化学沉淀槽分隔为连通的反应区和沉淀区，沉淀区设置斜管，水力负荷控制在0.7-1.5m3/(m2.h)，混合夜在沉淀区的停留时间不低于1h。
5.如权利要求1所述的酸洗磷化废水处理方法，其特征在于：在三级化学沉淀槽内投加HCl溶液将混合液的pH值控制在7-8，投加Na2CO3溶液沉淀去除混合液中钙盐，并进一步降低混合液中镍盐量，其中投加的Na2CO3溶液中Na2CO3的投加量在1.0-2.4g/L混合液;
将三级化学沉淀槽分隔为连通的反应区和沉淀区，沉淀区设置斜管，水力负荷控制在0.6-1.2m3/(m2.h)，混合夜在沉淀区的停留时间不低于1h。
6.如权利要求1所述的酸洗磷化废水处理方法，其特征在于：生物炭反应器进行吸附去除是指利用生物炭反应器通过生物炭表面的活性基团吸附去除混合液中PO43--P和镍离子，同时过滤去除三级化学沉淀槽出水混合液中悬浮颗粒，降低对后续反应单元堵塞的风险;
生物炭颗粒粒径范围为0.5-2.0mm，柱高度在1.0-3.0m，滤速在3.0-7.0m/h，废水在生物炭柱内的停留时间不低于15min。
7.如权利要求1所述的酸洗磷化废水处理方法，其特征在于：阳离子交换树脂选用凝胶型强酸性阳离子交换树脂、大孔型弱酸性阳离子交换树脂或凝胶型弱酸性阳离子交换树脂，并以钠型树脂投入运行，进一步降低生物炭反应器出水中微量镍后使出水达标排放;
强酸性阳离子交换树脂(钠型)柱树脂厚度为0.5-1.0m，弱酸性阳离子交换树脂(钠型)厚度0.5-1.2m，强酸性阳离子交换树脂(钠型)柱滤速小于等于25m/h，弱酸性阳离子交换树脂(钠型)柱滤速小于等于15m/h。
8.一种酸洗磷化废水处理系统，其特征在于：包括依次连通的对废水进行水质水量调节并化学沉淀的调节化学沉淀池，针对不同污染物投加药剂对污染物进行化学沉淀去除的多级化学沉淀槽，对污染物进行吸附去除的生物炭反应器，以及阳离子树脂交换器。
9.如权利要求8所述的酸洗磷化废水处理系统，其特征在于：调节化学沉淀池包括调节反应单元和沉淀单元，调节单元设有药剂投加装置和潜水搅拌器;
多级化学沉淀槽包括一级化学沉淀槽、二级化学沉淀槽和三级化学沉淀槽，每一级均分隔为反应区和沉淀区，每一级的反应区上均设有药剂投加装置，反应区内设潜水搅拌器和pH监测装置。
10.如权利要求8所述的酸洗磷化废水处理系统，其特征在于：阳离子交换树脂为凝胶型强酸性阳离子交换树脂、大孔型弱酸性阳离子交换树脂或凝胶型弱酸性阳离子交换树脂，并以钠型树脂投入运行;
强酸性阳离子交换树脂(钠型)柱树脂厚度为0.5-1.0m，弱酸性阳离子交换树脂(钠型)厚度0.5-1.2m，强酸性阳离子交换树脂(钠型)柱滤速小于等于25m/h，弱酸性阳离子交换树脂(钠型)柱滤速小于等于15m/h;
生物炭反应器中生物炭颗粒粒径范围为0.5-2.0mm，柱高度在1-3m，滤速在3.0-7.0m/h，废水在生物炭柱内的停留时间不低于15min。
说明书
酸洗磷化废水处理方法及系统
技术领域
本发明涉及一种涂装废水处理方法及系统，具体涉及一种酸洗磷化废水处理方法及系统，比如汽车工业或类似行业的酸洗磷化废水处理，属于工业废水治理技术领域。
背景技术
为增加汽车或机加工产品涂层耐腐烛性、耐久性，需要在涂装处理前采用磷化处理制作汽车或机械零件的防护层。磷化处理是对金属材料及其制件表面进行的一种化学再加工工艺。汽车或机加工产品的磷化处理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。
磷化废水中除含有大量的磷酸盐、锌离子、镍离子，磷化液配方的不同，磷化废水中可能还含有一定量的铜离子或铅离子等重金属和表面活性剂等污染物，成分复杂，处理难度较大。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倒槽液。若不妥善处理，会对环境产生严重污染。
近年来，国家对环保工作日益重视，加大了对重点污染行业如汽车生产企业生产废水处理情况的巡视工作，地方政府也对车企提出了增产不增污的要求，此外还提高了磷、镍污染物指标的考核标准。汽车工业或机加工产业酸洗磷化废水传统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，出水远不能满足当前排放要求，因此亟需工艺可靠、运行稳定、成本相对较低的处理工艺来解决上述问题。
如申请号CN201511004702.8，名称为“一种针对金属表面处理车间的废水处理装置及处理方法”，公开了一种针对金属表面处理车间的废水处理装置及处理方法，所述废水处理装置是针对金属表面处理车间对金属工件进行除油、酸洗、表调、磷化处理产生的废水，包括依次通过管道连接的隔油池、调节池、第一pH调整池、第一混凝反应池、气浮池、第二pH调整池、第二混凝反应池、第一沉淀池、中间水池、过滤净化装置、水解酸化池、接触氧化池、第二沉淀池、清水池、配药装置、污泥浓缩池。采用本发明所提供的废水处理装置处理废水后，80%回用于生产线，20%经过深度处理后达标排放。
另有申请号CN201820065410.8，名称为“一种酸洗磷化废水治理装置”的实用新型专利公开了一种酸洗磷化废水治理装置，沿废水流经方向依次包括格栅井、调节池、混凝沉淀池、斜管沉淀池、pH回调池、活性炭过滤装置和清水池。该装置利用酸洗磷化废水的物化特性，分别采用化学混凝沉淀和物理吸附等技术分段去除废水中的金属离子、SS和磷酸盐等污染物，并且通过比较各池pH自动调节加药量，提高了废水处理效率，降低了投入成本。
上述文献虽然都涉及到磷化废水的处理，但其处理效果还是有待提高，因此，还是需要改进。
发明内容
本发明针对当前酸洗磷化废水处理中存在的问题，提出了一种工艺可靠、运行稳定、成本相对较低的酸洗磷化废水处理方法及系统，对废水进行多级处理后达标排放。
本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种酸洗磷化废水处理方法，将废水化学沉淀并调质调量后进行多级化学沉淀，然后通过生物炭反应器进行吸附去除，最后通过阳离子树脂交换器进一步降低废水中的污染物后使水质达标排放。
进一步地，废水化学沉淀并调质调量是指将废水汇入化学沉淀池后投加石灰乳和PAM溶液，沉淀去除废水中的磷、镍污染物，并对水质进行调节，调节后的废水稳定进入后续处理单元。
进一步地，石灰乳是指石灰水溶液，当废水为正常酸洗磷化废水时，溶液中石灰乳投加量为1.0-2.5g/L混合液;若为倒槽液，溶液中石灰乳投加量为3.5-10.0g/L混合液。
进一步地，投加PAM溶液时，PAM的投加量不低于0.004g/L混合液。
进一步地，酸洗磷化废水在调节沉淀池内的水力停留时间不低于8h。
进一步地，进行多级化学沉淀是指采用一级化学沉淀槽、二级化学沉淀槽和三级化学沉淀槽对废水中的污染物投加药剂后进行多级沉淀去除。
进一步地，在一级化学沉淀槽内投加NaOH溶液将混合液的pH值控制在10-11，并投加PAC和PAM溶液沉淀去除混合液中的镍污染物，投加的PAC和PAM溶液中PAC和PAM的投加量分别不低于1.2g/L混合液和0.004g/L混合液。
进一步地，将一级化学沉淀槽分隔为连通的反应区和沉淀区，沉淀区设置斜管，水力负荷控制在0.8-1.7m3/(m2.h)，混合夜在沉淀区的停留时间不低于1h。
进一步地，在二级化学沉淀槽内投加NaOH溶液将混合液的pH值控制在10-11，并投加CaCl2、PAC和PAM溶液沉淀去除混合液中的磷酸盐污染物，投加的CaCl2溶液中CaCl2的投加量0.6-1.5g/L混合液，投加的PAC和PAM溶液中PAC和PAM的投加量分别不低于1.5g/L混合液和0.004g/L混合液。
进一步地，将二级化学沉淀槽分隔为连通的反应区和沉淀区，沉淀区设置斜管，水力负荷控制在0.7-1.5m3/(m2.h)，混合夜在沉淀区的停留时间不低于1h。
进一步地，在三级化学沉淀槽内投加HCl溶液将混合液的pH值控制在7-8，投加Na2CO3溶液沉淀去除混合液中钙盐，并进一步降低混合液中镍盐量，其中投加的Na2CO3溶液中Na2CO3的投加量在1.0-2.4g/L混合液。
进一步地，将三级化学沉淀槽分隔为连通的反应区和沉淀区，沉淀区设置斜管，水力负荷控制在0.6-1.2m3/(m2.h)，混合夜在沉淀区的停留时间不低于1h。
进一步地，生物炭反应器进行吸附去除是指利用生物炭反应器通过生物炭表面的活性基团吸附去除混合液中PO43--P和镍离子，同时过滤去除三级化学沉淀槽出水混合液中悬浮颗粒，降低对后续反应单元堵塞的风险。
进一步地，生物炭颗粒粒径范围为0.5-2.0mm，柱高度在1.0-3.0m，滤速在3.0-7.0m/h，废水在生物炭柱内的停留时间不低于15min。
进一步地，阳离子交换树脂选用凝胶型强酸性阳离子交换树脂、大孔型弱酸性阳离子交换树脂或凝胶型弱酸性阳离子交换树脂，并以钠型树脂投入运行，进一步降低生物炭反应器出水中微量镍后使出水达标排放。
进一步地，强酸性阳离子交换树脂(钠型)柱树脂厚度为0.5-1.0m，弱酸性阳离子交换树脂(钠型)厚度0.5-1.2m，强酸性阳离子交换树脂(钠型)柱滤速小于等于25m/h，弱酸性阳离子交换树脂(钠型)柱滤速小于等于15m/h。
一种酸洗磷化废水处理系统，包括依次连通的对废水进行水质水量调节并化学沉淀的调节化学沉淀池，针对不同污染物投加药剂对污染物进行化学沉淀去除的多级化学沉淀槽，对污染物进行吸附去除的生物炭反应器，以及阳离子树脂交换器。
进一步地，调节化学沉淀池包括调节单元和化学沉淀单元，调节单元设有药剂投加装置和潜水搅拌器。
进一步地，调节单元和化学沉淀单元的隔墙底部设有穿孔花墙。
进一步地，多级化学沉淀槽包括一级化学沉淀槽、二级化学沉淀槽和三级化学沉淀槽，每一级均分隔为反应区和沉淀区，每一级的反应区上均设有药剂投加装置，反应区设置潜水搅拌器和pH监测装置。
进一步地，沉淀区设置有斜管。
进一步地，反应区和沉底区的隔墙底部设有穿孔花墙。
进一步地，阳离子交换树脂为凝胶型强酸性阳离子交换树脂、大孔型弱酸性阳离子交换树脂或凝胶型弱酸性阳离子交换树脂，并以钠型树脂投入运行。
进一步地，强酸性阳离子交换树脂(钠型)柱树脂厚度为0.5-1.0m，弱酸性阳离子交换树脂(钠型)厚度0.5-1.2m，强酸性阳离子交换树脂(钠型)柱滤速小于等于25m/h，弱酸性阳离子交换树脂(钠型)柱滤速小于等于15m/h。
进一步地，生物炭反应器中生物炭颗粒粒径范围为0.5-2.0mm，柱高度在1.0-3.0m，滤速在3.0-7.0m/h，废水在生物炭柱内的停留时间不低于15min。
本发明的有益效果是：
本发明采用多级处理的方式对酸洗磷化废水中的污染物有针对性地去除，工艺可靠、运行稳定、成本相对较低，处理效果好。