【氧化聯(lián)盟】鋁合金無鉻電解拋光

磷是引起水體富營養(yǎng)的根源，雖然城市污水的磷含量很低，但是其排放水量極大。如未經(jīng)處理直接排除水體，將會嚴重污染水環(huán)境。磷雖然是一種構(gòu)成生物體必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)，且本身沒有毒性。但是當大量的磷銅其他營養(yǎng)物質(zhì)一起排入水提示，問題就產(chǎn)生了。藻類的大量生長使水體的生態(tài)平衡失調(diào)，導(dǎo)致了水體富營養(yǎng)化，由此產(chǎn)生的后果非常嚴重。

一、鈣法除磷在沉淀法除磷中,化學(xué)沉析劑主要有鋁離子、鐵離子和鈣離子,其中石灰和磷酸根生成的羥基磷灰石的平衡常數(shù)最大,除磷效果最好.投加石灰于含磷廢水中,鈣離子與磷酸根反應(yīng)生成沉淀,反應(yīng)如下:

5Ca2++7OH-+3H2PO4-=Ca5(OH)(PO4)3↓+6H2O

(1)副反應(yīng):Ca2++CO32-=CaCO3↓

(2)反應(yīng)(1)的平衡常數(shù)KS0=10-55.9.由上述反應(yīng)可知除磷效率取決于陰離子的相對濃度和pH值.由式(1)可知磷酸鹽在堿性條件下與鈣離子反應(yīng)生成羥基磷酸鈣,隨著pH值增加反應(yīng)趨于完全.當pH值大于10時除磷效果更好,可確保達到出水中磷酸鹽的質(zhì)量濃<0.5mg/L的標準.反應(yīng)(2)即鈣離子與廢水中的碳酸根反應(yīng)生成碳酸鈣,它對于鈣法除磷非常重要,不僅影響鈣的投量,同時生成的碳酸鈣可作為增重劑,有助于凝聚而使污水澄清.上述工藝中第一級反應(yīng)及沉淀主要是除鋅,控制pH=8.5～9.0,投加聚合氯化鋁,第二級反應(yīng)及沉淀主要是鈣法除磷,控制pH=11～11.5,出水經(jīng)中和后排放或回用.出水水質(zhì)達一級標準。

鈣法除磷關(guān)鍵技術(shù)是利用氯化鈣或石灰作為藥劑,采用機械混合反應(yīng)器和高效斜管沉淀器,控制適量反應(yīng)、混合強度、沉淀表面負荷和反應(yīng)pH值。

二、爐渣是鋼鐵冶煉過程中產(chǎn)生的固體廢棄物,主要由CaO、FeO、MnO、SiO2、Fe2O3、P2O5、Cr2O5、Al2O3等氧化物組成,具有很多優(yōu)良特性,其中所含的每種成分均可以利用.該方法的實驗研究是在數(shù)個具塞錐型瓶中各加200mL模擬含磷廢水和一定量的爐渣,置于振蕩器上,在室溫下振蕩一定時間使吸附反應(yīng)達到平衡后過濾,然后對清液進行磷的濃度測試,再通過比較溶液中磷的初始濃度和平衡濃度推算出其在吸附劑上的吸附量和磷的去除率.研究表明:1)隨著爐渣用量的增加,磷的去除率也增加,但吸附量卻下降.2)吸附量在開始是隨時間的增長而增大,但吸附時間大于2h時,吸附量趨于穩(wěn)定.3)吸附量隨廢水中磷的濃度的上升而增大.4)溫度對爐渣吸附作用的影響很小.5)溶液pH值對吸附效果有重要影響,當pH為7.56時,磷的去除率為最高。

因此,用該法處理含磷廢水時,當廢液中磷的濃度為2～13mg/L,爐渣用量為5g/L,pH為7.56,吸附時間為2h的條件下,磷的去除率可達99%以上,殘留液的濃度也低于國家排放標準,而且該法安全可靠,不會產(chǎn)生二次污染。

三、加石灰

含磷廢水加入大量石灰，調(diào)pH=10.5～12.5生成羥基磷灰石，沉淀物穩(wěn)定，平衡常數(shù)大，生成Ca10(OH)2(PO4)6的平衡常數(shù)為90，大于鋁鹽、鐵鹽生成磷酸鹽沉淀物的3～4倍。平衡常數(shù)越大，生成的沉淀物越穩(wěn)定，沉淀效果越好，脫磷更徹底，固液分離效果也好，處理含磷廢水完全達標，P≤0.5mg/L。

加石灰提高廢水pH值除磷的同時也使廢水中的石油類、CODcr共沉得到凈化，廢水可達標排放。

四、含磷廢水處理工藝

含磷廢水處理工藝設(shè)計中將電解拋光廢水，化學(xué)拋光廢水及其它廢水統(tǒng)一流入廢水調(diào)節(jié)池。將石灰（CaO質(zhì)量分數(shù)≥80％～90％）粉溶入加藥槽，用泵將調(diào)節(jié)池中廢水輸入反應(yīng)池，并在泵前加藥，再加入PAM（聚丙烯酰胺）0.5～l.0mg/L，經(jīng)10～15min，混凝反應(yīng)后流入斜管沉淀池，上清液經(jīng)pH值回調(diào)后再經(jīng)過濾，檢測合格外排。下層渣液輸入污泥濃縮池濃縮后經(jīng)壓濾脫水后干渣打包外運。各類廢液再回廢水調(diào)節(jié)池重新處理。

五、化學(xué)沉淀法除磷工藝說明

不銹鋼電解拋光和鋁件化學(xué)拋光產(chǎn)生的含磷廢水均呈酸性，pH=l～3，在進水口放些石灰石起部分中和作用。研磨，去油生產(chǎn)線上產(chǎn)生的其它廢水偏堿性，灰渣多，由于有較多的表面活性劑，CODcr也偏高，三股廢水混和后pH=4～7，先流入調(diào)節(jié)池第一格進行預(yù)處理，沉淀去除灰渣雜物，定期清理，以免堵管塞泵損壞設(shè)施。

加藥箱中間設(shè)有隔板，石灰先放槽一側(cè)溶解，清液流入一側(cè)并與廢水管連接，這樣可防止大石灰渣堵塞彎管。

采用熟石灰粉[Ca(OH)2]調(diào)pH用量大，且不便長期儲存，與空氣中CO2作用在潮濕時會生成CaCO3，消耗了活性鈣。采用活性較高的CaO粉末，一般CaO質(zhì)量分數(shù)可達70％～90％，添加量10～20g/L，pH值可調(diào)至10～12，待反應(yīng)10～15mim后，再加PAM，如過早的加PAM，鈣離子沒有完全釋放出來與PO43-起反應(yīng)就進入混凝反應(yīng)中，部分CaO包在大分子團中未發(fā)揮作用就產(chǎn)生下沉，既浪費了原材料，又增加大量泥渣，以后CaO會反溶生成Ca(OH)2，使pH值上升，干擾外排廢水pH值的穩(wěn)定性。

加藥箱中反應(yīng)為：CaO+H2O=Ca(OH)2，輸入廢水管中后鈣離子與磷酸鹽反應(yīng)生成羥基磷灰石沉淀:10Ca2++6PO43-+2OH-=Ca10(OH）2(PO4)6↓，少量CaO微粒還繼續(xù)反應(yīng)，同時石灰還與廢水中的碳酸氫鈣反應(yīng)生成碳酸鈣：Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+H2O，廢水中還含有大量SO42-也會與Ca2+反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀。碳酸鈣、硫酸鈣均可作助凝劑，在混凝反應(yīng)中產(chǎn)生共沉，有利各類有機雜物下沉。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

在混凝反應(yīng)池中，由pH計控制廢水pH=10.5～11.5，在此氫離子濃度下磷的沉淀才有效，pH值低時可加大石灰水進量，反應(yīng)10～15min后，磷酸根全部生成羥基磷灰石，再加入絮凝劑PAM立即產(chǎn)生較大礬花，使一些有機懸浮物、石油類吸附產(chǎn)生共聚沉淀，降低廢水中的CODcr。廢水在混凝反應(yīng)池中由第一池流入第二池時，攪拌速度由快到慢，使廢水的流速由0.5～0.6m/s減少到0.1～0.2m/s，防止增大的絮體破碎。經(jīng)絮粒與絮凝劑繼續(xù)碰撞，礬花尺寸進一步增大到0.6～1.0mm，達到重力沉淀的條件而下沉?xí)r，廢水再自流入斜管沉淀池，為了增大沉淀面積，縮短沉淀時間，在沉淀區(qū)增設(shè)了60°蜂窩斜管，斜管長約1.2m，斜管上層保護水深0.8～1.0m，下層緩沖區(qū)為0.8m的布水區(qū)。布水區(qū)以下是45°～60°的污泥斜斗，深約1.6m，便于收集池內(nèi)污泥。采用這種導(dǎo)向流斜管沉淀池過流率可達36m3/m2?h，處理能力比一般沉淀池大5～7倍。設(shè)計中將斜管內(nèi)流速控制為0.5～0.7m/s，使下沉顆粒不易受紊流干擾而迅速下沉，達到固液分離。

用石灰處理含磷廢水，產(chǎn)生的泥渣量較大，斜管沉淀池底的污泥通過底管排入污泥濃縮池，每天排泥1～2次，以免干結(jié)堵管。污泥濃縮池濃縮后，下層濃稠污泥泵入板框壓濾機壓濾后使固液分離，干渣打包外運。

廢水經(jīng)斜管沉淀后清水從上部溢出，再經(jīng)pH值回調(diào)，采用pH自動監(jiān)控電磁泵加藥，保證外排廢水pH=6～9，再經(jīng)綜合過濾器過濾。綜合過濾器利用化學(xué)纖維毛細纖維細密性和綜合濾料的超細孔比表面積大的特點，能有效地去除0.5～10.0μm級的微小懸浮物，濾過水的懸浮物含量在10mg/L以下，使出水更清，各類指標均達國家排放標準，大部分處理后水可用于生產(chǎn)線。

添加多硫化鈉同樣能把Cu2+從溶液中沉淀除除去。 在化學(xué)蝕刻中主要消耗的是NaOH，根據(jù)消耗堿性溶液中的化學(xué)式計算，溶解lg鋁需要1.482g NaOH，但在實際上最少需要2.5g的NaOH，這是由于鋁完全溶解在腐蝕液中需要附加的NaOH。另外當排放一部分舊液以降低A13+濃度時，也會損失部分NaOH。因為要保證蝕刻質(zhì)量，就要使AL的濃度控制在一個不太高的范圍。 鋁進行化學(xué)溶解的反應(yīng)過程，是一個放熱過程，所以在生產(chǎn)過程中,不能忽視鋁化學(xué)腐蝕的反應(yīng)放熱現(xiàn)象。

在腐蝕過程中，每溶解1g鋁大約釋放出15884J的熱量。如果1m2的鋁材蝕刻掉1mm所產(chǎn)生的熱量就達412886．8kJ，這將會使溶液的溫度發(fā)生急劇變化，溫度的變化會明顯影響蝕刻速度的調(diào)節(jié)，在生產(chǎn)過程中也是通過對反應(yīng)溫度和濃度的調(diào)節(jié)，來控制蝕刻液對鋁合金的蝕刻速度。溫度每增加12℃，反應(yīng)速度就會增加約1倍。所以在蝕刻過程中要特別注意溫度的變化，以不超過·中心值的5℃為宜，這對于精確蝕刻時間非常重要。 NaOH濃度增加1倍，蝕刻速度約增加l／2倍。比如在某一濃度的NaOH溶液中．在規(guī)定溫度的條件下，蝕刻速度為2um/min，當其他條件不變，NaOH濃度提高1倍時，蝕刻速度約為3um/min。很顯然溫度的變化對蝕刻速度的影響比濃度的變化為大。因此在進行化學(xué)蝕刻時，應(yīng)在化學(xué)蝕刻槽安裝精密的溫度控制器很有必要，這也滿足控制蝕刻速度的一種簡單而有效的方法。

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