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电镀废水磷超标,聚合硫酸铁治理是关键!

作者:神泰药剂 日期:2018-08-22

     企业不得不绞尽脑汁解决废水总磷超标问题。电镀作为环保部门一直重点关照的行业,在近年内被重金属污染治理折腾的筋疲力尽,身心交瘁,企业深知污染物不达标带来的处罚是多么的惨痛,轻则几十万的罚款,重则关厂并追究刑事责任,因此政策来袭以后,众多企业病急乱投医,投入各种药剂和设备对总磷进行治理,所谓的“万能药”是都吃了,然而“病情”却不见好转,时刻面临被停产整顿的风险,企业就像热锅上的蚂蚁,急得团团转却又无可奈何。

    同理,电镀废水除磷,我们也要先“望闻问切”,分析不同废水中磷的种类和特点,进行确诊,然后才能给出精准高效的解决方案。
    那么,我们来看一下磷到底有哪些种类,每一种磷具有什么样的化学性质。
    按照磷的化合价态来区分,包括+1价,+3价,+5价,以及不定价态。其中+1价和+3价分别为次磷和亚磷,次磷很容易转化为亚磷,两者统称为次亚磷酸盐。
    +5价态是正磷,以磷酸盐为主,但是同时又衍生出几种形态,最常见的是偏磷和焦磷,在偏磷和焦磷中,磷的化合态也是+5价,但是分子结构与磷酸盐又有所不同。不定价态以有机磷为主,主要是含碳-磷键的化合物或含有机基团的磷酸衍生物,磷的化合价态不能确定。
由此可见,磷有很多种类,在处理电镀废水前,需要弄清楚电镀废水中磷的化合价和衍生结构,然后再制定相应的解决方案。
    首先,是正磷酸盐,在电镀工艺中主要以阳极氧化和磷化为主。其中磷的化合价为+5价。现在市场上大部分的除磷剂都是处理正磷的,以红色液体或者黄色固体为主,主要成分是各种结构的钙盐、铁盐或铝盐。其原理是在合适的pH条件下,钙、铝、铁离子等能够与磷酸根离子形成磷酸钙、磷酸铁以及磷酸铝沉淀,从而把磷去除达标。
    对于焦磷酸盐和偏磷酸盐,在电镀焦磷酸铜工艺中会产生相应的废水,这类废水直接加除磷剂是无法去除总磷的,依据其化学性质,焦磷酸盐和偏磷酸盐在酸性条件下会自动水解成正磷酸盐,因此我们首先调酸进行水解,然后再通过加入相应的正磷酸盐除磷剂沉淀即可去除总磷。
其次,是次亚磷酸盐,电镀工艺中主要以化学镀镍为主,在塑料电镀铜镍铬,五金酸性化学镀镍以及线路板化学镀镍金中较为常见。化学镀镍是使用次磷酸钠作为还原剂,将镍离子还原成金属镍而沉积在各种材料表面形成致密镀层的镀种。
 
    次亚磷酸盐通过加入钙盐、铁盐或铝盐等传统除磷剂是无法沉淀的,市场上有通过芬顿氧化或者漂白水氧化法把次亚磷转化为正磷酸盐,再通过钙盐沉淀去除的方法,然而在实际的氧化过程中,芬顿氧化的效率只能够达到60%左右,而且需要很长的氧化时间以及较大的加药量,甚至需要加热到60℃以上,操作麻烦,运行成本高,污泥产生量大,仍然无法有效去除次亚磷。企业病急乱投医,经常往这里投错了方向。
 
    针对次亚磷酸盐,业内已有环保公司针对性地开发了除磷药剂,能够通过均相共沉淀技术,与水中的次亚磷酸盐结合生成不溶性沉淀,无需转化为正磷,把总磷处理至0.5mg/L以下,目前广泛应用在塑料电镀以及五金化学镀废水处理中。
 
    最后,是有机磷酸盐,其在电镀工艺中多存在于前处理的添加剂中,如除油粉中的四烷基醇酰胺磷酸酯,无氰电镀的络合剂HEDP等。
 
    有机磷酸盐的处理比较繁琐,有三种思路进行去除。
    第一,是通过生化的方法将有机磷分解为正磷,而后通过除磷剂沉淀去除,但是在实际处理中由于电镀废水可生化性比较差,有机磷转化为    正磷的效率较低,因此效果欠佳;
    第二,是通过高级氧化技术将有机磷分解为无机磷,而后通过沉淀去除,此种方法应用较多,常见的高级氧化技术如芬顿氧化技术、臭氧氧化技术等。
    第三,也是最省事的方式就是更换电镀的前处理药水,使用不含磷的添加剂,目前国内很多电镀工业园区都禁止使用含有机磷的除油粉,以避免对废水处理带来难度。每一种磷的来源、价态以及相应的处理方法如下表所示,因此解决电镀废水磷超标,需要对症下药,弄清楚磷的形态,才能不花冤枉钱,实现药到病除。