淺析化學(xué)藥劑除磷在污水處理中的應(yīng)用

1、 淺析化學(xué)藥劑除磷在污水處理中的應(yīng)用 摘要：隨著工業(yè)化程度的不斷提高，一般污水僅僅采用單純的生物除磷，特別目前普遍采用的單級(jí)生物脫氮與除磷相結(jié)合的工藝，難以滿足目前國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。本文闡述了化學(xué)藥劑除磷在污水處理中應(yīng)用的必要性及其工作原理，對(duì)化學(xué)藥劑除磷在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。關(guān)鍵詞：化學(xué)藥劑除磷；污水處理；應(yīng)用；必要性；工作原理；目前生活與工業(yè)污水的排放量比較以往更多，并且污水含磷化合物濃度更高，不但對(duì)地方水體微生物環(huán)境造成了極大傷害，同時(shí)極易影響城市用水安全，因此需要合理應(yīng)用化學(xué)藥劑除磷。污水除磷工藝主要可分為生物除磷與化學(xué)除磷等形式，其中生物除磷雖然無(wú)需投放任何藥劑，使

2、得成本消耗與污泥產(chǎn)量有效縮減，而且化學(xué)污染概率得以降低，但對(duì)于廢水組分的過(guò)度依賴卻限制了生物除磷工藝的效果，使得除磷穩(wěn)定性與靈活性明顯不足，如此極易造成污水二次污染。而化學(xué)除磷工藝則實(shí)用性較廣泛，且效果極為明顯，并且是我國(guó)當(dāng)前污水處理的主要方法。一、化學(xué)藥劑除磷在污水處理中應(yīng)用的必要性當(dāng)前污水除磷脫氮工藝中的除磷技術(shù)主要分為生物除磷和化學(xué)除磷兩大類。與化學(xué)法除磷相比，盡管生物法具有無(wú)需投加藥劑、運(yùn)行費(fèi)用低、污泥產(chǎn)量小的優(yōu)點(diǎn)。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，生物除磷技術(shù)也存在諸多缺點(diǎn)，比如對(duì)廢水組分的過(guò)度依賴，穩(wěn)定性和靈活性較差，并且污泥處理工藝中存在磷的釋放造成二次污染，這導(dǎo)致了生物出水很難達(dá)到國(guó)家污水排

3、放標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此需要增加化學(xué)藥劑除磷。二、化學(xué)藥劑除磷的工作原理化學(xué)藥劑除磷的工作原理是在污水中投加金屬鹽類等，藥劑除磷形成不可溶性的磷酸鹽或多聚磷酸鹽沉淀產(chǎn)物，然后再通過(guò)沉淀分離或過(guò)濾分離等方法從污水中去除磷酸鹽。藥劑投加后，首先，金屬離子與磷酸鹽快速結(jié)合會(huì)形成低溶解度、極細(xì)小晶狀體的磷酸鹽化合物；然后，在流速梯度或混合擴(kuò)散過(guò)程作用下互相接觸生成大顆粒絮凝體；最后，絮凝體通過(guò)沉淀分離或過(guò)濾分離等方法將水體分開，得到凈化的廢水和化學(xué)污泥，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)除磷的目的。因此化學(xué)除磷過(guò)程包括沉析、凝聚、絮凝以及固液分離四個(gè)步驟，其本質(zhì)就是磷酸鹽從液相轉(zhuǎn)移到固相的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中沉析和凝聚反應(yīng)發(fā)生的非

4、?？?，被認(rèn)為是同時(shí)發(fā)生的，凝聚時(shí)形成的主粒子，在絮凝過(guò)程中相互結(jié)合形成更大的粒子絮體，以利于沉淀或者固液分離，由上述分析 可知，化學(xué)除磷效率與沉析和絮凝過(guò)程直接相關(guān)，沉析、凝聚與磷酸鹽化合物種類與化學(xué)藥劑除磷的種類及ph等因素有關(guān)，絮凝過(guò)程與除磷工藝形式有關(guān)，因此，要提高化學(xué)除磷效率必須從化學(xué)藥劑除磷的種類、反應(yīng)環(huán)境的ph及除磷工藝等因素考慮。三、化學(xué)藥劑除磷在污水處理中的應(yīng)用分析1、鐵鹽化學(xué)藥劑除磷在污水處理中的應(yīng)用分析。鐵鹽藥劑除磷主要有硫酸亞鐵、氯化硫酸鐵、氯化鐵及聚合氯化鐵等。鐵鹽與鋁鹽除磷反應(yīng)機(jī)理類似，之外還會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈水解并同時(shí)發(fā)生各種聚合反應(yīng)吸附水中的磷。fe2+除磷效率與ph相關(guān)

5、，但有關(guān)fe2+除磷最佳ph存在爭(zhēng)議：有人認(rèn)為 ph=8時(shí)，fe2+除磷效果最好，但王文超等認(rèn)為ph=7.58.5時(shí)不易生成沉淀，從而降低了除磷效率。fe2+除磷需要較高ph值，而污水廠處理中ph值往往低于7.5，另外，在水中fe3（po4）2沒(méi)有fepo4穩(wěn)定，這些都限制了二價(jià)鐵鹽在廢水除磷中的應(yīng)用，實(shí)際過(guò)程中可利用好氧池曝氣的特點(diǎn)將fe2+氧化成fe3+來(lái)提高化學(xué)除磷效率。鐵鹽與磷酸鹽反應(yīng)形成沉淀物相對(duì)于鋁鹽更加穩(wěn)定，而具有沉降速度快的優(yōu)點(diǎn)，因此實(shí)際應(yīng)用比較多，但是具有出水濁度與色度高、對(duì)出水ph影響大、運(yùn)輸和貯存麻煩、對(duì)設(shè)備腐蝕大等缺點(diǎn)，同時(shí)鐵也是刺激藻類生長(zhǎng)和引發(fā)湖泊水華的重要因素，這

6、些缺點(diǎn)限制其使用范圍。另外，因?yàn)殍F鹽藥劑除磷需要較高的ph反應(yīng)環(huán)境，所以在尚未具備此類ph的污水中，若使用了鐵鹽藥劑除磷便極易造成藥物陳建，并且可能與池壁及管道材料反應(yīng)，產(chǎn)生鐵銹等反應(yīng)物，不但對(duì)污水管理系統(tǒng)造成的損傷，同時(shí)結(jié)垢狀況可能造成曝氣管堵塞，使污水處理系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。所以，近些年鐵鹽處理藥劑在城市污水處理系統(tǒng)中應(yīng)用較少。2、鋁鹽化學(xué)藥劑除磷在污水中的應(yīng)用分析。（1）三價(jià)鋁離子與污水中的磷酸根發(fā)生沉淀反應(yīng)，生成沉淀化合物alpo4。（2）三價(jià)鋁離子發(fā)生水解反應(yīng)，生成具有較高的正電荷和較大的比表面積的單核羥基絡(luò)合物a1（oh）2+，a1（oh）21+和多核羥基絡(luò)合物ai（oh）m（3n-

7、m）+（n1，m3n），然后，多核羥基絡(luò)合物之間發(fā)生范德華力、吸附架橋和網(wǎng)捕等作用獲得較好的沉淀效果，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)除磷。al3+水解反應(yīng)和金屬磷酸鹽的溶解性均受到ph的影響，同時(shí)金屬離子也會(huì)與oh-發(fā)生反應(yīng)，從而與po43+形成競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)不利于除磷，由此可見(jiàn)，鋁鹽化學(xué)除磷過(guò)程中控制合適的ph是非常重要的。鋁鹽除磷理想的ph=5.86.9。另外，在鋁鹽化學(xué)藥劑除磷使用過(guò)程中，污水極易對(duì)化學(xué)藥劑進(jìn)行分解，使得排放水體內(nèi)鋁鹽含量嚴(yán)重超標(biāo)，不但無(wú)法解決污染性問(wèn)題，同時(shí)極易導(dǎo)致水體微生物體系大范圍中毒，因此在鋁鹽藥劑使用過(guò)程中，需要根據(jù)污水狀況控制適當(dāng)?shù)耐度肓浚拍芙档蛯?duì)水質(zhì)的影響。3、復(fù)合新型藥劑除磷在

8、污水處理中的應(yīng)用分析。復(fù)合新型藥劑除磷主要有聚氯化鋁鐵、聚氯化鋁、聚氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚亞鐵、聚氯硫酸鐵、聚合硫酸氯化鋁鐵、聚合硫酸鋁鐵以及改性硅藻土等。這些新型藥劑除磷基本上都有良好的電荷中和與吸附架橋功能，凝聚性能良好，絮凝體生成迅速，密集度高且質(zhì)量大，沉降性能優(yōu)越，沉降的污泥脫水性能好，無(wú)二次污染，適用水體ph值范圍廣，具有較強(qiáng)的去除效果，而且藥劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，原料易得，生產(chǎn)成本低。其中pafc在污水廠中應(yīng)用的比較多，原因在于pafc結(jié)合了鋁鹽和鐵鹽的雙重優(yōu)點(diǎn)，化學(xué)反應(yīng)速度快、形成絮體大且重、沉降快和過(guò)濾性好等優(yōu)點(diǎn)。因此，pafc既能克服鋁鹽絮體生成慢、絮體輕、沉降慢的不足，同時(shí)又能克

9、服鐵鹽除磷的出水渾濁、色度高的缺點(diǎn)。另外，改性硅藻土是基于現(xiàn)代污水處理經(jīng)濟(jì)性要求提供的新型藥劑除磷，其材料主要由石灰、硅藻土和聚合氯化鋁材料構(gòu)成。期間，借助聚合氯化鋁絮凝反應(yīng)特點(diǎn)，能夠結(jié)合石灰材料將po43+反應(yīng)生成a1po4與ca5 （po4）3oh等無(wú)害的沉淀物，使藥劑除磷的使用質(zhì)量與潔凈程度顯著提升。與此同時(shí)，硅藻土憑借大分子特性，更具備吸附、過(guò)濾、沉淀與混凝等特點(diǎn)，能夠充分解除污水內(nèi)的含磷化合物，使除磷效果更加穩(wěn)定，其污水的酸堿度變化較小。復(fù)合藥劑除磷的適用性更廣，并且除磷效果更好，在實(shí)際使用過(guò)程中，能夠有效避免對(duì)污水內(nèi)部微生物系統(tǒng)造成影響，使水資源循環(huán)與可持續(xù)利用成為可能，由此解決了水源污染等問(wèn)題對(duì)生態(tài)環(huán)境的損害。結(jié)束語(yǔ) 綜上所述，化學(xué)藥劑除磷在環(huán)境污水處理中的有效應(yīng)用，不但能夠通過(guò)金屬鹽藥劑在短時(shí)間內(nèi)置換出含磷化合物，使污染物與水體固液分離，以此保障大范圍污水的處理質(zhì)量，同時(shí)憑借絮凝作用，更便于阻攔化合物分析，避免在水體排放時(shí)伴隨水流進(jìn)入外界環(huán)境，因此對(duì)環(huán)境污水處理中的化學(xué)藥劑除磷應(yīng)用進(jìn)行分析具有重要意義。參考文獻(xiàn)1張冰.淺析環(huán)境污水處理中化學(xué)除磷