酸洗磷化废水处理技术工程应用及评价

发表时间：2018-05-16T10:16:22.777Z 来源：《基层建设》2018年第1期作者：张兆科[导读] 摘要：酸洗磷化工艺，是机械加工生产过程中用于保护金属的重要工序，多用于钢铁件的表面处理。

西安北方秦川集团有限公司陕西西安 710043

摘要：酸洗磷化工艺，是机械加工生产过程中用于保护金属的重要工序，多用于钢铁件的表面处理。然而处理过程中，会产生大量成分复杂的废水，对生态环境具有较大的危害。本文对酸洗磷化废水的基本情况进行阐述，分析废水处理技术工程的应用情况，以期为高效处理酸洗磷化废水提供有价值的参考。

关键词：酸洗磷化工艺；废水处理技术；应用评价

在机械加工生产的过程中，金属涂装前需要先进行酸洗磷化，在金属表面形成磷化膜层的微孔结构，从而提高金属机械的耐腐蚀性能。在酸洗磷化的过程中，不可避免地产生大量的废水。由于工艺本身的特点，这些废水中含有大量的重金属，以及磷化物等污染物，如果不经有效处理便进行排放，必然会对生态环境造成不可挽回的破坏。因此，必须对酸洗磷化废水进行技术处理，尽可能地清理完废水中的有害离子成分，使废水排出符合国家规定的标准。

一、酸洗磷化废水的来源和成分

酸洗磷化废水多来源于钢铁厂、电镀厂等大型机械生产企业，主要产生自金属管件的除油、除锈、磷化、表调、钝化等过程，以及在上述环节中配套的水洗环节，如果不及时、正确的进行处理，将会对生态环境造成危害，还会制约企业的生产发展。

一是脱脂废水，又称为除油废水，是对机械钢铁件进行除油脱脂过程中，从机械表面除下的油污废水，其中包含了油污以及脱脂剂。其中，常见的脱脂剂有碱性皂化除油剂和乳化除油剂两种，内含油脂、乳化剂、洗涤剂等有机成分。二是酸洗综合废水，是在机械除锈过程中形成的废水，包含了大量的酸、碱成分，还有丰富的铁离子，以及酸洗过程中生成的大量悬浮物。三是磷化废水，是在形成磷化膜层的过程中生成的废水，其中含有大量的酸性物质和磷化物质，同时还有相当比例的锌、镍等金属元素。四是倒槽母液，即是对上述三类废水槽进行定期更换，由此带来的废水。这些废水混合了前面三种废水，酸、碱、重金属、磷化物等各种危害物质都存在其中，而且污染物浓度非常高，具有较大的危害性，是酸洗磷化废水处理中最为关键的环节。

酸洗磷化废水的特点，主要有以下几个方面：第一，成分复杂。酸洗磷化废水中即含有磷化物等有机物质，也含有锌、镍等重金属物质，还有酸、碱物质以及活性剂等，污染物浓度高，成分十分复杂。第二，处理难度大。酸洗磷化废水内的各种有害物质，单一的处理工艺很难一次处理到位，有的技术甚至可能顾此失彼，对于处理技术要求非常高。在复杂的酸碱环境、大量的有机物和重金属作用下，传统的生化处理技术很难取得成效，必须采取更高技术的手段。第三，规律难循。酸洗磷化废水涉及多个环节、多项步骤，相当部分工序是间歇排水，其排水量、排水时间和废水污染物浓度均难以把控，无法遵循固定的规律，因此废水处理的难度也大为增加。

二、当前酸洗磷化废水的处理技术工程应用

（一）酸洗磷化废水的处理技术

一是强碱中和处理技术。利用强碱进行酸碱中和的方式处理酸洗磷化废水，是酸洗磷化废水处理的传统工艺。酸洗磷化废水因其特性决定了，废水的PH值呈现酸性，易与强碱发生化学反应，通过减轻酸性浓度来降低废水的有害性。强碱中和的方式，技术要求难度较低，成本也不高，化学原理简单，因而经常被用来作废水处理的基础工序。当然，这种技术只能在一定程度上减轻酸洗磷化废水的危害，但对于其中的磷离子、重金属离子等有害物质难以取得实效，因而只能作为一道前置程序或者辅助程序，不能作为废水处理的主要手段。

二是石灰处理技术。与强碱相比，石灰属于弱碱物质，具有较低的危害性，以及更加低廉的成本。同时，由于石灰中存在着大量的钙离子，在进行酸碱中和降低酸洗磷化废水酸性的同时，还可以与废水中的磷离子生成磷酸钙，经沉淀降解后得到一定的清理。此外，石灰中的碳酸成分在酸碱中和之后，还可以与重金属发生化学反应生成碳酸物，从而可以适当降低重金属成分。从总体来说，石灰处理技术的要求更低，成本更低，效果更高，因而是当前最普通使用的酸洗磷化废水处理技术。

三是过滤吸附技术。严格意义上来讲，过滤吸附技术不是单独使用的酸洗磷化废水处理技术，而是在对废水进行强碱中和或石灰处理之后，通过沉淀池、砂石过滤、活性炭吸附等工序，去除废水中已经形成的磷酸钙、氢氧化物沉淀等污染物颗粒。同时，还可以将用于废水处理的石灰残渣等进行清除，以免在废水处理的过程中添加额外的废弃物。通过过滤吸附技术，可以将废水中的污染成分进一步清除，并处理掉漂浮在废水中的颗粒物质，使废水排放能够达到国家规定的标准。

（二）酸洗磷化废水处理技术的工程应用

根据上述技术原理，酸洗磷化废水处理，通常采用三个环节的流程工序。第一个环节是强碱中和，用于对废水进行酸碱中和的基础处理，并在一定程度上清除锌等两性金属；第二个环节是石灰沉淀，对废水的酸碱性进行进一步中和，并将废水中的大量有害物质进行沉淀；第三个环节是过滤吸附，利用砂滤和活性炭工艺组合，将酸洗磷化废水中的有害物质进行深度清理。

酸洗磷化废水三级处理技术，需要配套的处理设备，包括酸碱中和反应罐，用于强碱中和使用；二级反应池，是配套石灰投放设备进行石灰沉淀；中间水池，用于前面反应与后续处理的过渡与衔接；砂滤罐和活性炭吸附罐，用于对废水进行过滤吸附；以及污泥处理池，用于对经处理后形成的污染物进行沉淀和干化，从而形成干燥的固体污饼，方便运输到污染物处理厂进行统一处理。

这一套酸洗磷化废水处理技术，具有成熟的技术工艺和实用的经济效果，既易被生产企业所接受，也方便日常运行与管理。处理过程中主要是相关设备的自动化操作，不需要太多的人力的物力，因此具有较高的实用性。但从根本上看，仍然没有完全解决废水中的重金属、有机物等有害物质，即使经过处理也不能保证绝对无污染，多数采取深埋或者排放后交由环境净化处理，给生态环境造成了一定的负担。

三、酸洗磷化废水处理技术的研究进展和发展前景

一是通过回收再利用的方式，在处理好酸洗磷化废水的同时，提高资源利用率。酸洗磷化工艺在机械生产过程中具有普遍的适用性，具有十分广阔的市场前景，酸洗磷化废水的产出量非常巨大。因此，如果采取一定的技术手段，对于酸洗磷化废水进行回收再利用，不仅有利于生态环境的保护，还可以节约大量的金属、磷化物等资源，取得一举多得的成效。酸洗磷化废水的循环利用工艺，是先期处理完重金属、酸性液等物质，通过RO水对磷化后的废水进行喷淋和蒸发，最后得到含磷结晶的盐水。一方面，蒸发出的水分可以回用于生产线，减少对水资源的消耗，另一方面，将分离出的盐份结晶进行脱水，外运用于其他工艺。