一般汽車在涂裝前，都需要進行磷化處理，即使用含磷酸或者含磷酸鹽溶液覆蓋金屬表面，形成一層不溶的磷酸鹽膜。此過程一般包括 酸洗除銹、堿洗除油、磷化以及鈍化，會產生很多污染物，例如表面活性劑、乳化油、磷酸鹽等等，其中磷酸鹽由于排放量過大，嚴重超標。但是因為污染物是各種物質的混合物，所以廢水處理起來有一定難度。
就目前而言，除磷的方法主要分為物理化學法、化學法、生物法以及此類方法的綜合使用。所有的方法都有一個同樣的原理，即把廢水中的磷酸根離子通過一定試劑轉化成難溶的固體然后除去。比起其他方法，化學除磷法簡單易行、效果穩定且處理效率高，是廢水除磷最主要的方法。
本文將簡單介紹幾種不同的化學除磷法，并針對四川某汽車廠廢水磷化的特點，對鈣-磷沉淀法作重點介紹。
2 化學除磷法
2.1 概述
化學除磷法是通過添加合適化學試劑使磷酸根離子生成不溶性磷酸鹽而沉淀，再利用固液分離達到除磷的目的。反應中同時發生絮凝和化學沉淀過程。通常用作沉淀劑的金屬鹽為鈣鹽、鋁鹽和鐵鹽。因為鋁鹽和鐵鹽的價格相對昂貴，且不如鈣鹽來源廣泛，所以現在磷化廢水一般均使用鈣-磷沉淀法。
鈣離子一般由Ca(OH)2的形式引入。當磷化廢水的pH值大于10時，過量的鈣離子即會和磷酸鹽發生反應，生成羥基磷灰石沉淀，機理如下：
10Ca2+ + 6PO43 + 2OH- = Ca10(PO4)6(OH)2↓
上述反應表明，鈣離子在堿性較強的情況下與磷酸鹽反應，生成羥基磷酸鈣。隨著pH的上升，反應越發完全，只有當pH值達到10.5時，磷酸鈣的溶解度才會下降到一個較低的數值。當pH值達到11時，除磷率可達到90%；pH值達到13時，除磷效果達到最佳，95%的磷酸鹽可被除去。
2.2 氫氧化鈣和氯化鈣對比
先繪制出磷含量標準曲線，測定廢水中含磷量。隨后均勻量取18份廢水樣品，等分為兩組，分別用石灰和氯化鈣加入其中，隨后用氫氧化鈉溶液調節各溶液的pH值，等到完全反應之后，取上層清液，通過測定吸光度，與之前磷的標準曲線比較，算出溶液中剩余磷的濃度。
通過對比，相比于石灰，氯化鈣的除磷效果稍好，但是由于其價格較高，且石灰獲取途徑較多，所以目前較為理想的選擇是石灰。此外，由于磷酸是分布電離的，所以它與鈣離子的反應也是分步進行的，因此鈣離子濃度越大，反應越完全，沉淀量也越多，除磷效果越好。所以一般處理過程中，均使鈣離子大量過量，以保證磷酸根沉淀完全，提高除磷效果。
3 應用實例
3.1 原水分析
四川某汽車廠廢水產量為100m3/d，考慮工廠排放廢水余量要求，水量設計為120m3/d，12小時排放。廢水主要是由磷化間、脫脂水洗間、噴漆室引入，除去磷酸鹽，還含有表面活性劑、乳化油、有機溶劑等，具體組分見表1。
3.2 排放要求
處理后的水必須達到中華人民共和國國家標準《污水綜合排放標準》GB8978-1996中一級標準。
3.3 工藝流程
從表1可知，該公司的主要廢水污染指標是CODer及PO43-。本工程運用生物降解和物理化學的方法進行處理，得到了預期的效果。生物降解有很多成熟工藝，一般選擇活性污泥法，具體流程如下：
3.4 其他說明
鑒于廢水水質和排放量都有一定的不確定性，所以需要建立一個調節池來進行水量和水質的調節。由于該工業廢水中的磷酸鹽含量較大，但是《污水綜合排放標準》中對于TP的要求為≤0.5mg/L，比較嚴格，所以必須建立堿沉淀池來對磷酸根進行沉降。通常情況下，鈣-磷沉淀會隨著pH值的升高越發完全，當pH值達到13時可達到最佳的除磷效果，但是成本較高。因此，考慮到經濟問題，實際操作中一般將池內pH值控制在11左右，也可以達到較好的除磷效果。具體操作為：制備15%氫氧化鈉溶液和飽和澄清石灰水備用。啟動攪拌，將污水抽到堿反應池內，同時加入適量的飽和澄清石灰水。但飽和澄清石灰水的pH值很難達到11，所以可加入適量氫氧化鈉溶液來調節pH值至11左右。
經過堿沉淀池后的水堿性較強，會導致后面的生物處理不能達到預定效果，所以在兩者之間應當建立一個中和池，利用20%的鹽酸或者30%-40%的稀硫酸調節pH值至7-8，然后再通入曝氣池進行生化處理。本工藝采用液下曝氣機進行曝氣，每天需要添加0.5-1kg尿素補充碳源來補充營養。曝氣后，應通過斜管沉淀池使沉淀沉降，起到泥水分離的效果，然后才能達到排放標準。
3.5 結果和費用
該工程已達到國家《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準，經過環保部門驗收合格，水質的具體情況為：pH：8.52；COD：72.5mg/L；SS：33mg/L；TP：0.35mg/L；石油：2.43mg/L。目前設施穩定，運行一年，處理效果十分好。
處理廢水的費用為0.6元/m3，其中0.3元/m3為人工費，0.1元/m3為試劑費，0.2元/m3為電費，整體費用合理經濟。
4 結語
本工藝取得了較好的結果。實踐證明，處理磷化廢水，石灰水是很好的選擇，原料易得且除磷效果良好。為了使沉淀效果更好，可將聚合氯化鋁作為混凝劑加入工程中。通過過濾沉淀、斜管沉淀池、調節池和過濾器調節水的pH值，隨后用鹽酸、稀硫酸等來中和多余的堿液即可達到廢水排放標準。