硫酸亚铁去除涂装废水总磷试验效果

硫酸亚铁去除涂装废水总磷试验效果

涂装是汽车生产过程中的重要环节，会产生大量涂装废水，其中在预处理的表调工艺和磷化工艺中会产生大量含有磷、磷酸盐以及镍等离子的废水，具有高污染和剧毒性，如果未经处理直接排放到自然环境中，会对当地生态环境造成难以估量的严重污染。目前工业磷化废水的处理方法主要有：生物法、吸附法、电解法、絮凝沉淀法等，其中以絮凝沉淀法应用最为广泛。受市场价格因素影响，在磷化废水工艺处理中原使用的PAC(聚合氯化铝)价格一路走高，拟采用硫酸亚铁代替PAC做为絮凝剂处理磷化废水。

在工业污水处理中，硫酸亚铁作为絮凝剂具有以下优点：沉降速度较快、沉降颗粒大、沉淀物密集、密度较大、除色效果比较好(在处理有色废水时有非常好的表现),是一种无毒物质并且对生物生长是有益的，不会改变原有处理工艺，是一种便宜、好用、有效的絮凝剂。

实验方案

单因素实验：考察硫酸亚铁投加量(100、200、300、400、500、600 mg/L)、pH(3、5、7、9、11、13)、搅拌时间(5、10、15、20、30 min)、搅拌转速(50、100、150、200、250、300 r/min)、沉降时间(5、10、15、20、25、30、40 min)对总磷去除率的影响。硫酸亚铁投加量对总磷去除率的影响

由上图可知，当投加量从100 mg/L增加到300 mg/L时，硫酸亚铁混凝剂投加量与总磷去除率呈现正相关，增加到300 mg/L时，总磷去除率可达49.76%。然而，随着投加量继续增加，总磷去除率增加不明显，甚至略有降低且污泥沉淀量明显增多。分析原因，硫酸亚铁作为絮凝剂主要是通过离子交换形成絮状沉淀达到除磷效果,当硫酸亚铁投加量达到一定浓度后，反应已基本达到平衡，综合考虑硫酸亚铁的最佳投加量为300 mg/L。

pH对总磷去除率的影响

由上图可知，废水pH在3-9范围内，总磷去除率随废水pH的升高不断增加，pH值为9时，总磷去除率达到最高63.94%,之后随着pH值继续升高，总磷去除率逐渐降低。分析原因可能是随着溶液pH的不断增大，溶液中的OH-浓度在不断增加，而OH-的增多将会影响溶液中Fe3+和Fe2+,使它们直接生成红褐色和白色的沉淀，从而降低絮凝效果。因此，建议反应选取的最佳pH为9。

搅拌时间对总磷去除率的影响

搅拌时间对总磷去除率的影响。搅拌时间从0增加到15 min时，总磷去除率不断增加，15 min后基本不再变化。搅拌的主要目的是加速硫酸亚铁的均匀混合，结合实际，搅拌时间选用15 min最适宜。

沉降时间对总磷去除率的影响

由上图可知，在前30 min内，总磷去除率随着沉降时间的延长而增加，但当沉降时间大于30 min后，随着时间的延长，去除率几乎没有变化，说明在30 min时，沉淀絮体已经基本沉淀完成。溶液沉降的目的是使悬浮的污染颗粒物沉降到溶液底部。因此当溶液中悬浮物沉降完全的时候，继续静置将不会再有明显效果。结合实际生产需要，沉降的最佳时间为30 min。

得出结论：采用硫酸亚铁作为絮凝剂处理磷化废水，通过单因素实验和响应面优化实验进行工艺条件优化，经过分析、计算和修正，得到絮凝工艺的最佳条件是：硫酸亚铁投加量310 mg/L、沉降时间30 min、pH值为9、搅拌时间15 min, 该工艺条件下，总磷的去除率可以达到87.68%;各因素对总磷去除率影响的大小依次是：硫酸亚铁投加量(A)>搅拌时间(D)>pH(C)>沉降时间(B),证明用硫酸亚铁替代PAC作为絮凝剂处理磷化废水是切实可行的。