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涂装前处理废水治理工艺摘要涂装前表面处理工序主要有脱脂、酸洗、表调、磷化及钝化封闭后处理。 在生产过程中，各处理液的功能将不断下降（或者失效），为了维持正常生产，保证产品质量，必须定期更换槽液。槽液可能整槽倒掉，也可能是排出一部分，并补入新液。不同种类处理液的更新不尽相同，但更换周期大致如下： ①脱脂液7～15天； ②酸洗液7～10天； ③磷化液1～3月； ④表调液7～15天； ⑤后处理液10～15天。 除这些废液外，还有各道工序后的冲洗废水，它们的污染物浓度要比相应废液低得多，但冲洗水的消耗量和排放量却很大。 关键词前处理废水处理方法回收利用序言随着的发展,城市水资源短缺的压力越来越大,追究城市水危机的根本原因,人们越来越认识到,是水的社会循环超出了水的自然循环可承载的范围.因此,只有充分尊重水的自然运动规律,合理地使用水资源,使上游地区的用水循环不影响下游水域的水体功能、社会循环不损害自然循环的客观规律,从而维系或恢复城市乃至流域的良好水环境,才是水资源可持续利用的有效途径.这就要求我们从“取水－输水－用户－排放”的单向开放型的用水模式转变为“节制地取水－输水－用户－再生水”的反馈式循环流程,提高水的利用效率.实现这一重大用水模式的转变,加强污水再生利用是关键.随着科学技术的进步,城市污水已不再是废水,而是一种宝贵的资源.既然是一种资源,就要最大程度的利用.提高城市污水的再生利用率,一是可以减少污染物排放,二是节约了有限的水资源.作为涂装专业的学生，我们要从本专业入手，学会如何处理涂镀废水以及实现它的重复利用有着重大意义。例如本文以涂装前处理废水的处理为研究对象，分析了前处理废水的来源，处理原理以及处理工艺，最终使得废水能够达标排放或者回收利用，对资源的回收利用以及环境保护都具有重大意义。一．废水来源及成分1、碱性脱脂废液 前处理中需要采用碱性溶液来脱脂，碱性脱脂废液含氢氧化钠、碳酸钠、三聚磷酸钠等碱性物质，以及表面活性剂和少量有机溶剂，另外还含有机械油、防锈油脂等悬浮物。因此，主要处理项目是pH、悬浮物、BOD、COD、含油量等。 2、酸洗废液 前处理除锈时需要用到酸洗，槽液定期更换便会产生废液。n酸洗废液含H2SO4，HCl，H3PO4等酸、少量的有机缓蚀剂，另外也可能含有缓蚀剂、酸雾抑制剂、润湿剂等辅助添加剂。除此之外，还有相当量的被溶解金属离子（主要是铁）及少量的油物和悬浮物。相对于碱洗废液来说，酸洗废液中的有机物质浓度是比较低的，因此主要处理项目为pH、悬浮物及金属离子。 3、表面调整废液 表调是磷化处理前步骤，目的是使磷化膜快而致密地形成。表面调整废液主要是PO43-和TiO2+，其pH<10，为弱碱性。 主要处理项目是磷含量，它的浓度远低于磷化液，处理方法同磷化液。 4、磷化处理废液 工件底漆电泳前需要进行磷化处理，磷化废液pH1.5～5,主要含PO43-，Zn2+，Fe2+，Ca2+，Ni2+，Mn2+等金属离子，柠檬酸、氟化物等络合剂以及NO2-，ClO3-，NO3-等氧化剂。5、钝化封闭废液 为使金属材料提高抗腐蚀能力，获得好看的外观，通常会进行钝化封闭处理，处理过后便会产生废液。对含铬钝化封闭液，处理项目为pH、Cr6+、Cr3+、悬浮物。一．处理工艺 1、碱性脱脂废液 ：废液浓度较低时，采用H2SO4、HCI等进行中和即可，或者用酸洗废液进行中和，使pH6～9。 存在于液面的油污，直接溢流分离；但在废液中，仍有大量的油污呈白色乳化状态分散，必须采取破乳、油水分离、水质净化的方法。 ①破乳。通常采用盐析方法。添加CaCl2，MgCl2，NaCl等药剂，使之破乳析出。为了使油和其他悬浮物尽快分离，并使之絮凝，还需投入混凝剂或助凝剂，像Al2（SO4）3、聚合氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁、活性硅酸、聚丙烯酰胺等。 ②油水分离。经破乳、凝集处理后，油和杂质形成絮凝体。通过物理方法使油水分层，刮出油泥，达到油水分离效果。分离方法主要是用自然浮上、加压浮上、电解浮上、凝聚沉淀和粗粒化等。 ③水质净化。经破乳、油水分离后，油、有机物、COD等都大大降低，但仍有微量的油和相当量的稳定性非离子表面活性剂存在，可采用活性炭等吸附性过滤材质进行吸附、过滤除去。 经这样处理的水质，可达到排放要求。对于含油量<100mg/L的废液，在沙子过滤以后，不用再经活性炭过滤就达到排放要求。 对于碱洗后的冲洗水，因浓度较低，经简单中和处理即可。2、酸洗废液 ：酸洗废液的酸度很高，pH<1，可用石灰乳、CaCO3、Na2CO3、NaOH进行中和至pH6～9。此时金属离子亦形成氢氧化物而沉淀析出。但悬浮物的处理稍麻烦，可采用凝集剂凝集沉淀和破乳分离。 n3、表面调整废液：它的主要处理项目是pH、悬浮物、PO43-及金属离子。采用石灰乳中和，即可大部分除掉。在pH6～9条件下，PO43-，F-和Ca2+，Fe2+，Zn2+，Ni2+，Mn2+都形成难溶磷酸盐、氢氧化物和CaF2沉淀。若同时并用凝聚剂，有助于淤浆凝集脱水，提高过滤效果。4、磷化处理废液 ：首先加硫酸酸化，添加亚硫酸钠使六价铬还原成三价铬（Cr3+），再经碱中和、凝集沉淀、过滤除渣。三．处理原理各涂镀厂因涂镀种类，生产量，工艺及布置，厂房结构与排水通道的不同，废水排放量与酸碱性也各不同，按PH可将前处理废水分为以下几类：PH＜4.5强酸性废水PH=4.5-6.5弱酸性废水PH=6.5-8.5中性废水PH=8.5-10.0弱碱性废水PH＞10强碱性废水1.碱性废水的处理：①投药中和：碱性废水可以投放商品酸进行中和，这种方法特别适用于PH＞10的强碱性废水。常用无机酸为硫酸或者盐酸。硫酸价格低，应用广泛。盐酸的最大优点是产物溶解度大，泥渣量少。②利用酸性废水中和：一般电镀厂都设有专门的酸洗间，可以利用酸洗间排出的酸洗废水来中和碱性废水，达到以废治废的目的。③利用烟道气中和：烟道气中含有高达24%的二氧化碳，有时还含有少量二氧化硫以及硫化氢，其中和反应为：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2OSO2+2NaOH=Na2SO3+H2OH2S+2NaOH=Na2S+2H2O反应产物均为弱酸强碱盐，水解后呈碱性，因此酸性物质必须超量供应。2.酸性废水的处理：①酸碱废水相互中和法：以上已经说过。n②投药中和处理法：一般投加石灰，也可选用苛性钠，碳酸钠，石灰石或者白云石，还可利用工业废渣电石渣，锅炉灰等。在中和过程中，药剂起三个作用。一是与酸中和作用；二是与其他酸性盐类起作用；三是使其他金属离子成氢氧化物沉淀析出。因此，在计算药剂消耗量上，应该将三种消耗都考虑进去。③过滤中和法：酸性废水经过碱性滤料而中和的方法叫做碱性中和法。，此方法只适用于酸性中和酸性废水。滤料必须具有一定机械强度和透水能力。常用碱性滤料为石灰石，大理石和白云石。前两种成分主要为CaCO3，后一种主要成分为CaCO3ˑMgCO3.1.磷化废水的处理:目前国内外除磷技术主要有生物法和化学法两大类.化学法主要有混凝沉淀法，结晶法，离子交换吸附法，电渗析法及反渗透法。主要适合处理无机态含磷废水，其中混凝沉淀与结晶综合处理技术，是一种可靠的高浓含磷废水处理方法。混凝沉淀法：就是向含磷废水中投加混凝剂使水中的磷酸根生成难溶盐，从水中沉降分离，再利用沉淀，气浮或过滤等方法将磷从废水中除去。。主要优点是处理效率高，处理效果稳定。常用处理药剂有石灰，铝盐和铁盐三大类。①石灰除磷石灰的混凝沉淀：②铝盐除磷：铝盐除磷常用药剂是硫酸铝和铝酸钠。铝盐的混凝沉淀：③铁盐除磷：三氯化铁，氯化亚铁，硫酸亚铁，硫酸铁等都可以用来除磷铁盐的混凝沉淀n四．废水的治理过程和设备 以碱性脱脂废液和磷化废水的处理为例。脱脂废液和脱脂后冲洗废水进入20m3贮槽（调节槽），将其送入反应罐（5m3），向反应罐加入30%HCl，调整pH值2～3，反应2～3h，使其破乳、油脂上浮，油层厚度约5cm时，用真空泵吸取。然后将其送入中和槽（6m3），加入40%FeCl3（15～20L），再加入30%NaOH，调整pH值约7。pH值可用pH计自动控制，控制范围pH7.5～8（排放pH6.0～9.0）。在该pH值下生成氢氧化物沉淀。再送入沉淀池（24m3），沉淀池中设置档板，便于沉降上层清液经pH计检测后，排放入下水道。底部淤渣吸至压滤机，压滤清液仍旧回到中和槽。也可采用真空过滤机对淤渣脱水。整个过程约4h，排放量6m5h，整个流程图参见图6-1。ⅠⅡ678910清液排放43215滤液排放   I—脱脂后冲洗废水；II—脱脂废液。1—调节槽；2—反应罐；3—中和槽；4—沉淀池；5—压滤机（1.5MPa、10m2）；6—30%HCl贮槽；7—Ca（OH）2贮槽；8—40%FeCl3贮槽；9—30%NaOH贮槽；10—有机类絮凝剂贮槽。 图—1碱性脱脂废液处理工艺流程  当沉淀池的沉积状况不良时，在流入沉淀池前，加入有机类絮凝剂，混匀，进入沉淀池。沉淀时的絮凝物能够吸附油、颜色。这样BOD源和悬浮物被絮凝而分离。 处理过程中得到油脂、滤渣送专门处理。吸取的油脂可废油再生；滤渣作掺混料，可制建筑材料，如砖、瓦等。  n磷化废液及冲洗废水，直接送到中和槽，用碱中和。但最好用NaOH和Ca（OH）2协同中和，使PO43-、F-和金属离子被充分沉淀除去。该废液贮槽通入压缩空气搅拌，使Fe2+被氧化成Fe3+，除掉COD源。该废液的中和、沉淀等步骤同图—1，但该流程的处理量为10t/h以下。图—2为处理量为10t/h以上的流程图。 清液排放  67891432滤液排放51—磷化废液；2—磷化后冲洗废水；3—中和槽；4—沉淀池；5—压滤机（1.5MPa、10m2）；6—Ca（OH）2贮槽；7—40%FeCl3贮槽；8—30%NaOH贮槽；9—有机类絮凝剂贮槽。图—2磷化废液处理工艺流程该工艺采用高速沉淀槽，中和碱添加采用pH计自动控制，清液经pH计检测后排放，过滤水回至冲洗废水槽。酸洗废液和冲洗废水混合后送入中和槽，但在中和槽需通入压缩空气，将大量的Fe2+氧化成Fe3+，除掉COD源，以后工序可参照图—1或图—2进行。显然，各类废液都必须设单独的贮槽，经相应的预处理后，都可并入中和→沉淀→滤渣工序。这样处理后，都能达到排放标准。五、总结各种冲洗水的废水都可以按照以上的相应化学处理废液情况进行处理，一般来说，水洗废水浓度都较低，通常用简单处理即可。但严重来说，各废水都应按三级处理方式进行。 ①一级处理。用机械方法或简单化学方法进行处理，使悬浮物沉淀，并中和酸碱度。②二级处理。采用生物处理或添加凝集剂，使可分解、可氧化有机物经特殊化处理而消纳；或使油物、悬浮物经破乳、凝集而分离。 ③三级处理。采用活性炭吸附、离子交换、电渗析、反渗析和化学氧化等对难分解、难处理都有机物、无机物作深度处理，经三级处理，可使废水、废液都能达到排入标准。参考文献1孙华主编，李梅 刘利亚副主编，涂镀三废处理工艺与设备，北京:化学工业出版社，20062王燕飞，水污染控制技术，北京：化学出版社，20013赵庆良，李伟光，特种废水处理技术，哈尔滨工业大学出版社，2004