磷化废水循环利用的探讨

磷化主要是在工件喷涂之前进行, 作用是增强涂层与工件表面的结合力以及提高涂层的耐蚀性, 工作生活中很多产品的生产过程都需要经过磷化处理。磷化处理一般包括脱脂、酸洗、中和、表调、磷化等工序, 一般情况下每道工序都会产生清洗废水, 这些清洗废水的水质比较单一而且成分基本相近, 可以对其进行循环利用, 从而减少磷化用水并且减少磷化废水的排放, 使企业达到节水减排、降低生产成本的目的。

1 存在问题

通过调查发现, 很多企业的磷化废水没有循环使用, 而是直接排入废水处理站处理后排放出去, 主要是因为企业不了解磷化废水的水质特征, 不懂得如何去回用。

另外, 一部分企业的磷化废水经过废水处理站处理后再经过RO膜回用水系统处理后回用作为磷化用水。但是经过废水处理系统和回用水系统的处理成本会比较高, 有的甚至超过新鲜水的费用, 导致企业用水成本上升, 不利于企业的发展。

再者, 磷化废水会带走一部分原材料, 不仅使企业原材料成本增加, 还加重了废水处理站的负担, 不利于废水处理稳定达标。

2 磷化废水循环利用分析

2.1 磷化原材料分析

磷化处理各个工序的原材料主要包括除油药剂、酸洗药剂、中和药剂、表调药剂以及磷化药剂。通过分析磷化用原辅材料的特性可知, 有些原材料成分相似 (即表调剂和磷化剂, 主要成分为磷酸盐) , 另外有些原材料呈酸碱性 (即除油剂的主要成分为氢氧化钠、碳酸钠以及一些表面活性剂等, 呈碱性;酸洗药剂的主要成分为硫酸、盐酸、表面活性剂等, 呈酸性;中和药剂的主要成分为碳酸钠, 呈碱性) , 那么可得出各个工序产生的清洗废水成分相对比较单一、简单, 且不存在不相容或者相互影响的情况。

2.2 磷化废水循环利用过程分析

结合磷化原材料的特性和废水的水质特征, 将可循环利用的废水的清洗槽用水管连接起来, 通过自流和水泵抽水的方式让清洗水从后一个清洗槽流到前一个清洗槽, 实施过程简单并且投入成本较小, 具体包括:

(1) 表调和磷化清洗废水中主要成分均为磷酸盐, 成分相似, 可将最后一道磷化清洗废水回用到表调后清洗;

(2) 中和清洗废水主要成分为碳酸钠, 而酸洗清洗水主要成分为硫酸等酸性物质, 两者混合后会发生中和反应, 而中和后只产生钠盐残留在水中对酸洗后清洗并不会产生不良影响, 而且还可以减少酸性物质随工件带入到中和槽消耗中和药水, 因此可将中和清洗废水回用到酸洗后清洗;

(3) 酸洗清洗废水主要成分为硫酸等酸性物质, 除油清洗水主要成分为油脂和氢氧化钠等碱性物质, 两者混合后会发生两个作用:第一个是酸性物质和油脂混合产生酸析作用, 在一定程度上可以削减清洗废水中COD量, 第二个是硫酸等酸性物质和氢氧化钠等碱性物质混合后发生中和作用, 不会新产生不利的物质, 而且还可以减少碱性物质随工件带入酸洗槽消耗酸洗药水, 因此可将酸洗清洗废水回用到脱脂后清洗。而表调清洗废水和脱脂清洗废水则排入废水处理站进行处理达标后排放。

3 实例分析

广东省某一企业的磷化生产线, 生产的产品为电气设备外壳, 材质为钢铁, 生产工艺按工序顺序分别分除油、酸洗、中和、表调、磷化, 各工序产生的清洗废水直接排入废水处理站处理, 没有循环利用, 新鲜水用量为4.8万吨/年。

该企业投入了1.1万元将磷化各工序清洗废水进行循环利用, 即将磷化清洗废水回用到表调清洗, 将中和清洗废水回用到酸洗清洗, 将酸洗清洗废水回用到除油清洗废水, 每年减少新鲜水用量2.4万吨, 除去电费等运行成本可以增加经济效益约4万元/年, 不用半年就可以回收成本。

通过实践可以得出:1、实施该方案对产品质量无不良影响, 而且实施过程无太大的难度, 可操作性较强, 因此技术上可行;2、实施该方案能减少废水排放量, 提高工业用水重复利用率, 同时可以减少有毒有害物料的使用, 因此环境上可行;3、实施该方案产生的经济效益明显, 投资偿还期较短, 因此经济上可行。

4 结语

因磷化处理的耗水量不大, 所以很多企业会忽视了磷化废水循环利用。其实, 随着国家对企业的污染物排放监管越来越严格以及生产成本的不断上升, 企业应该且必须重视磷化废水循环利用以使得企业节水减排降低生产成本, 这样才能使企业能够持续发展下去。

对于本文提出的磷化废水循环利用也并非适用于所有磷化企业, 譬如企业的管理水平不同可能会影响到循环利用水的水质和水量, 另外客户对产品质量要求的高低也会有一定影响。企业可以本文提出的思路作为参考, 先通过试验的方式验证该方案的可行性, 确认可行后再进行实施。

摘要：对磷化原材料进行了分析, 提出了磷化废水循环利用的过程, 达到了减少磷化新鲜水消耗量以及废水排放量的目的, 提高了磷化用水效率, 对企业节水减排、减少废水处理压力以及降低生产成本具有一定的指导意义。

关键词：磷化废水,循环利用

参考文献

[1] 祁鲁梁高红浅谈发展工业节水技术提高用水效率中国水利[J]2005年总期号535期:125-127.

[2] 王建波浅议工业用水重复利用率中国市场[J]2010年第26期 (总第585期) :130-131.

[3] 简武沈玲玲磷化废水循环系统工艺及其在汽车涂装车间中的应用海峡科学[J]2012年第2期 (总第62期) :35-37.

[4] 李开明酸洗废水的综合利用化工时刊[J]1990, (2) :37-41.

[5] 余必敏工业废水处理与利用[M]科学出版社1979::63-70.

[6] 李国波储灿飞朱明星张国忠清洗水循环再生技术及“逆流”全封闭式“零排放”技术在汽车涂装前处理、电泳工艺上的应用第十一届全国涂料涂装技术信息交流会暨第二届特种涂料与涂装研讨会[C]兰州2008年6月:222-227.

[7] 韩坤张敏莉磷化废水处理的实验研究工业水处理[J]2000年第20卷第5期:31-32.