申请日2017.12.21
公开(公告)日2018.05.08
IPC分类号C02F9/04; C02F9/06; C02F101/10
摘要
本发明公开了一种含磷的铝及铝合金阳极氧化废水处理工艺，污泥量减少量>40%，副产物污泥产生量少，产生的污泥含硫量低，适用于水泥窑协同处置;工艺控制上不需要很复杂的物料配比，只需控制pH参数;废水处理完后，根据排放方式不同，第二类污染物含量指标能够稳定达到《污水排入城镇下水道水质标准GB/T31962‑2015》标准或《电镀污染物排放标准GB21900‑2008》表二标准;由于磷酸根的存在，水中各类微量重金属均能被其结合形成不溶性磷酸盐，一类污染物含量指标能够用达到《电镀污染物排放标准GB21900‑2008》表二标准。
权利要求书
1.一种含磷的铝及铝合金阳极氧化废水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：第一级中和反应;配置质量含量5-10%的MgO/Mg(OH)2浆液并加入到含磷的铝及铝合金阳极氧化高磷废水中，调节废水pH至5.5-6.5;
所述高磷废水中磷含量>3000mg/L;
步骤(2)：凝絮沉淀;往经步骤(1)调好的废水中加入废水总重量千分之一的聚丙烯酰胺进行凝絮沉淀后固液分离得到低磷废水;
所述低磷废水中磷含量<1000mg/L。
2.根据权利要求1所述一种含磷的铝及铝合金阳极氧化废水处理工艺，其特征在于，还包括步骤(3)：第二级中和反应;配制质量含量4-8%的MgO/Mg(OH)2与1-2%CaO/Ca(OH)2的混合浆液，并将混合浆液加入经步骤(2)得到的低磷废水或该低磷废水与其他磷含量<1000mg/L的废水的混合废水中，调节废水pH调至8.5-9.0;
步骤(4)：二次凝絮沉淀;往经步骤(3)调好的废水中加入废水总重量千分之一的聚丙烯酰胺进行凝絮沉淀后固液分离;得到废水符合《污水排入城镇下水道水质标准GB/T31962-2015》。
3.根据权利要求2所述一种含磷的铝及铝合金阳极氧化废水处理工艺，其特征在于，还包括步骤(5)：第三级中和反应;往经步骤(4)得到的废水中加入CaO/Ca(OH)2浆液，调节废水pH大于10.0;随后加入废水总重量千分之一的聚丙烯酰胺，凝絮沉淀后进行固液分离，清液加酸回调至pH小于9.0;得到废水符合《电镀污染物排放标准GB21900-2008》表二标准。
4.根据权利要求1或2或3所述一种含磷的铝及铝合金阳极氧化废水处理工艺，其特征在于，还包括以下步骤：对步骤(2)、(4)、(5)得到的沉淀进行压滤，滤液返回本步骤所得清液中。
5.根据权利要求2所述一种含磷的铝及铝合金阳极氧化废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(3)中MgO/Mg(OH)2与CaO/Ca(OH)2比例为4：1。
说明书
一种含磷的铝及铝合金阳极氧化废水处理工艺
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种含磷的铝及铝合金阳极氧化废水处理工艺。
背景技术
常见的铝阳极氧化工艺如下：铝件—挂件—碱性除油—化学抛光—阳极氧化—染色—封孔—包装—产品
其中化学抛光工艺中目前多使用“两酸”(磷酸、硫酸)抛光工艺”，其中50%以上是磷酸(铝阳极氧化工艺所用磷酸纯度为85%，硫酸的纯度为98%，均为质量浓度)。目前国内的厂家在处理时，一般是将废水分为含磷综合废水和含镍废水分别处理，经典处理方法如下：
封孔工艺产生的含镍废水是通过投加氢氧化钠将pH调节至10以上，将镍离子转化为氢氧化镍沉淀从废水中去除，而后加酸回调pH<9后可直接排放。
含磷综合废水一般采用氧化钙沉淀法或者氧化钙-氢氧化钠沉淀法，通过钙离子与磷酸根结合形成不溶性的钙盐来去除总磷。但由于废水中含有大量硫酸根，会和钙离子结合产生硫酸钙沉淀，产生大量副产物污泥。
2016年8月前，铝阳极氧化废水处理产生的污泥除含重金属污泥外，为一般固废。2016年8月1日，国家施行了新版《国家危险废物名录》，所有表面处理废水处理中产生的污泥均为危险废物，大幅提升了污泥处置的费用，上述处理工艺的经济性大幅降低。
另外，还有报道有加入铁盐去除综合废水中的总磷，可以降低污泥产量，但是加入铁盐的工艺有以下缺点导致没有大范围应用。
1、药剂成本高：需要加入大量铁盐、氢氧化钠;
2、工艺要求高：需要严格控制铁与磷的比例，很难在实际操作中达到;
3、达标难：不能直接依靠该种工艺将废水处理达标。
所以，寻求一种经济性更高的铝及铝合金阳极氧化含磷废水处理工艺迫在眉睫。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种含磷的铝及铝合金阳极氧化废水处理工艺，旨在解决处理工艺产生的污泥量大，副产物量多，物料配比复杂，成本高，废水难达标的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种含磷的铝及铝合金阳极氧化废水处理工艺，包括以下步骤：
步骤(1)：第一级中和反应;配置质量含量5-10%的MgO/Mg(OH)2浆液并加入到铝及铝合金阳极氧化高磷废水中，调节废水pH至5.5-6.5;
所述高磷废水中磷含量>3000mg/L;
步骤(2)：凝絮沉淀;往经步骤(1)调好的废水中加入废水总重量千分之一的聚丙烯酰胺进行凝絮沉淀后固液分离得到低磷废水;
所述低磷废水中磷含量<1000mg/L。
进一步的，还包括步骤(3)：第二级中和反应;配制质量含量4-8%的MgO/Mg(OH)2与1-2%CaO/Ca(OH)2的混合浆液，并将混合浆液加入经步骤(2)得到的低磷废水或该低磷废水与其他磷含量<1000mg/L的废水的混合废水中，调节废水pH调至8.5-9.0;
步骤(4)：二次凝絮沉淀;往经步骤(3)调好的废水中加入废水总重量千分之一的聚丙烯酰胺进行凝絮沉淀后固液分离;得到废水符合《污水排入城镇下水道水质标准GB/T31962-2015》。
进一步的，还包括步骤(5)：第三级中和反应;往经步骤(4)得到的废水中加入CaO/Ca(OH)2浆液，调节废水pH大于10.0;随后加入废水总重量千分之一的聚丙烯酰胺，凝絮沉淀后进行固液分离，清液加酸回调至pH小于9.0;得到废水符合《电镀污染物排放标准GB21900-2008》表二标准。
进一步的，还包括以下步骤：对步骤(2)、(4)、(5)得到的沉淀进行压滤，滤液返回本步骤所得清液中。
作为优选，所述步骤(3)中MgO/Mg(OH)2与CaO/Ca(OH)2比例为4:1。
反应机理
第一级中和反应是加入MgO/Mg(OH)2浆液后，将pH调至5.5-6.5，产生的主要反应如下：
第二级中和反应是加入MgO/Mg(OH)2与CaO/Ca(OH)2的4:1的混合浆液，将pH调至8.5-9.0，产生的主要反应如下：
如废水直接排入水体，需进行第三级中和反应，将总磷含量继续降低。第三级中和反应是加入CaO/Ca(OH)2浆液，将pH调至大于10(后续需加酸回调至pH小于9)，产生的主要反应如下：
第一级中和反应将大部分磷转化为MgHPO4水合物沉淀从废水中去除，剩余磷在废水中以HPO42—形式存在，总磷含量约在300～1000mg/L。第二级中和反应将HPO42—其转化为Mg3(PO4)2水合物沉淀从废水中去除，第二级反应后总磷含量<8mg/L，可以达到排入城市污水管道执行《污水排入城镇下水道水质标准GB/T31962-2015》。加入混合料浆的目的是由于MgO/Mg(OH)2在碱性条件下反应比较缓慢，加入CaO/Ca(OH)2能够提升反应速率。第三级中和反应中只加入CaO/Ca(OH)2，是由于Ca3(PO4)2的溶度积常数低于Mg3(PO4)2，可以保证总磷指标低于1.0mg/L，达到《电镀污染物排放标准GB21900-2008》表二标准。由于工艺中CaO/Ca(OH)2加入量很小，只有少量CaSO4副产物产生。
本发明的有益效果：污泥量减少量>40%，副产物污泥产生量少，产生的污泥含硫量低，适用于水泥窑协同处置;
工艺控制上不需要很复杂的物料配比，只需控制pH参数;
废水处理完后，根据排放方式不同，第二类污染物含量指标能够稳定达到《污水排入城镇下水道水质标准GB/T31962-2015》标准或《电镀污染物排放标准GB21900-2008》表二标准;
由于磷酸根的存在，水中各类微量重金属均能被其结合形成不溶性磷酸盐，一类污染物含量指标能够用达到《电镀污染物排放标准GB21900-2008》表二标准。