磷化(phosphorization)是一种化学与电化学反应构成磷酸盐化学转化膜的进程，在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处置，使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做金属的磷酸盐处理，简称磷化。经磷化处理的金属材料及其制品表面形成浸入性磷酸盐膜层，其中磷化膜层为微孔结构，厚度一般在5～20μm，膜的颜色一般由暗灰到黑灰色，与基体结合牢固。机械工业经常使用磷化作为零件的保护层.磷化膜首要用作涂料的底层、金属冷加工时的润滑层、金属表面保护层和用作机电硅钢片的绝缘处置、压铸模具的防粘处置等。磷化处理是金属表面涂装重要的预进程，钢铁工件磷化处理后能明显提高底材与漆膜的附着力，提高弯曲或冲击性能，同时提高漆膜的抗腐能力，并且工艺设备简单、操作方便、成本低廉，生产效率高，磷化处理工艺应用于工业已有90多年的历史，大致可以分为三个时期：奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速发展时期和广泛应用时期。

　　磷化处理工艺一般包括磷洗除油、热水漂洗、冷水漂洗、酸洗除锈、二次冷水漂洗及磷化等几个步骤。在其过程中，主要产生碱洗废水、漂洗废水、酸洗废液及磷化废液等四种废水。

　　1、磷化废水的工程实例

　　1.1 磷化废水的水质

　　佛山顺德某五金喷涂公司，是一家金属表面代理代加工酸洗的企业。对体积大的加工件，进行打砂处置，细件进行酸洗磷化处置。该生产工艺过程中会排放一定量的废水。主要污染物为磷酸盐和COD等。工程规模为5m3/h。设计进出水水质指标见表1。

　　1.2 磷化废水处理的工艺流程

　　针对排水现状，确定重点处理污染物为COD和磷，本工程采用化学沉淀工艺对酸洗磷化废水进行处置，面对废水污染较严重的情况，采用二次化学沉淀。处理工艺流程如图1所示。

　　调节池安装pH控制仪，设计电路与加药泵联动，当酸洗磷化废水加入，pH仪器检测到水质为酸性时，发送信号给加药泵，加药系统工作，经加药泵提升，先投放NaOH，池底安装的曝气管运作，搅动水池混合水样，调节pH值，控制混凝沉淀的最佳pH值为8.5～9.0，混凝反应后，经pH控制仪器检测后，联动其他加药泵，投放CaCl2、PAC、PAM。CaCl2与水中磷酸盐产生反应，发生如下反应：Na2HPO4+CaCl2=CaHPO4+2NaCl。析出白色沉淀。

　　PAC(聚合氧化铝)主要作为聚合剂，适用水质广泛，而且投加后对于水质其他影响较少，而广泛应用于废水处理工艺中。

　　PAM(聚丙烯酰胺)为非离子型高分子有机絮凝剂，能在颗粒间构成更大的絮体，由此产生的巨大表面吸附作用。配合PAC能够提高水中悬浮颗粒的絮凝效果，净水能力提高20%。PAC、PAM主要作用都为去除水中COD和颗粒悬浮物，而PAC还有部分去除色度的能力，其中PAM作为有机絮凝剂，需要注意在投加时，不能过量，否则会影响最终COD的去除效果，导致COD反弹，出水不达标。

　　废水经调节池进行一次混凝沉淀后，经过气动隔膜泵，提升至压滤机，因为污泥经浓缩、消化后，尚有约95%～97%的含水率，体积仍很大。污泥脱水可进一步去除污泥中的空隙水和毛细水，减少其体积。经过脱水处理，污泥含水率能降低到70%～80%，其体积为原体积的1/10～1/4，有利于后续运输和处置。通过板框压滤机进行固液分离，污泥按压成泥饼输送到污泥池，而滤液从压滤机自流入中间池。

　　通过提升泵，废水由中间池提升至反应槽，进行二次混凝沉淀，经过与一次沉淀一样的工序后，废水在斜板沉淀槽短暂停留，利用层流原理，斜板沉淀槽能提高沉淀处理能力，比一般沉淀池处理能力提高7～10倍。悬浮物经由斜板沉淀至设备底部。而上清液经上方出口排放至砂滤过滤后排放至三角流量堰达标排出。而斜板沉淀槽底泥经由下方出口抽送到压滤机进行固液分离。

　　1.3 主要设计参数

　　(1)调节池：设计尺寸为3×3×2.5m，有效水深2m，有效容积18m3，停留时间2h，能够满足设计要求。

　　(2)压滤机：过滤容积100L。按照设计水量5m3/h，根据相同工程数据计算，含湿泥量约为15%，湿泥量为0.75m3，压滤机过滤能力可以满足设计要求。

　　(3)中间池：中间池主要作用为停留上一级处理后的废水，减缓水流速度，给下一级处理设备提供缓冲时间。设计尺寸为3×2.5×2m，有效水深1.6m，有效容积12m，设计停留时间2h，满足设计要求。

　　(4)斜板沉淀槽：斜板沉淀槽是根据浅池沉淀理论设计出的一种高效组合式沉淀池，也称为浅池沉淀池。在沉降区域设置很多密集的斜管或斜板，使水中悬浮杂质在斜板或斜管中进行沉淀，水沿斜板上升流动，分离出的泥渣在重力的作用下，沿斜板向下滑至池底，再集中排出。这种池子可以提高沉淀效率50%～60%，在同面积上可以提高处置能力3～5倍。按照实际需要设备尺寸为3960×1760×3200mm，根据设计要求，底部斜角坡度设计为45°，沉淀区面积为8m2。进水口流速为1.11m/s，布水管流速为0.088m/s。

　　(5)砂滤：砂滤是以天然石英砂，通常还有锰砂和无烟煤作为滤料的水过滤处理工艺过程。砂粒粒径一般为0.5～1.2mm，不均匀系数为2。经常使用于经澄清(沉淀)处理后的给水处置或污水经二级处理后的深度处置。按照原水和出水水质要求可具有不同的滤层厚度和过滤速率。主要作用是截留水中的大分子固体微粒和胶体，使水澄清。锰砂可以去除水中的铁离子。

　　将砂滤加在整个工艺的最后，进行最后的过滤，优化处理效果。

　　2、处理效果和分析

　　2.1 监测结果

　　从表2可以看出，酸洗磷化废水经过处理后，完全符合表3排放标准。

　　2.2 结果分析

　　在本次工程中主要采用化学沉淀法处理酸洗磷化废水，从表2监测结果可知，该工艺对各污染物指标均能达到较理想的去除率，其中对磷的去除率，平均能达到80%以上，达到了设计的预期目标，实现废水的达标排放。

　　其中，在斜板沉淀池，没有投加药物，却实现了污染物指标的下降，主要的原因为上一级反应后，产生的悬浮物凝聚沉淀，而检测选取的为排放的上清液。而通过砂滤更精细的过滤，部分细小的悬浮物也被去除，导致最后三角流量堰取样检验时，污染指标的小幅度下降，优化了工艺的处理效果。

　　为了实现酸洗磷化废水的达标排放，各处理单元都起到了重要的作用，其中控制反应pH值条件以及使其充分混匀是非常关键的。