環(huán)境污水處理中化學(xué)除磷藥劑工藝的研究

狄慧慧

摘 要：在當(dāng)前的城市發(fā)展進(jìn)程中，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境污水的處理十分必要，在對(duì)其進(jìn)行處理的過(guò)程中，主要可以采用兩種方式，一種是生物除磷技術(shù)，另一種是化學(xué)除磷技術(shù)，這兩種技術(shù)都各有優(yōu)勢(shì)，以生物除磷技術(shù)為例，不需要在其中投入過(guò)多的藥劑，并且所需要的費(fèi)用比較節(jié)省，不會(huì)產(chǎn)生大量的污泥量，但是在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的過(guò)程中，其存在的主要缺陷在于需要過(guò)分的依賴廢水組分，具有較差的穩(wěn)定性以及靈活性，在對(duì)污泥進(jìn)行處理的過(guò)程中，因?yàn)榱椎尼尫胚€會(huì)出現(xiàn)二次污染的現(xiàn)象，這樣一來(lái)生物出水就不能滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以才會(huì)出現(xiàn)化學(xué)除磷的工藝。本文將重點(diǎn)對(duì)化學(xué)除磷的工藝進(jìn)行分析，探討其在環(huán)境污水處理過(guò)程中的應(yīng)用，希望能夠?qū)窈蟮墓ぷ饔兴鶐椭?/p>

關(guān)鍵詞：環(huán)境污水處理；化學(xué)除磷藥劑；工藝

在我國(guó)城市發(fā)展的進(jìn)程中，工業(yè)化的發(fā)展速度越來(lái)越快，城鎮(zhèn)化的發(fā)展水平也就隨之得到了有效的提高，但是與此同時(shí)，環(huán)境污水的現(xiàn)象也變得愈發(fā)嚴(yán)重，這種情況產(chǎn)生的原因是生活污水中含有大量的磷，容易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的發(fā)生，因此要想有效的解決這一問(wèn)題，根本性的舉措就是降低水體中磷的含量，在當(dāng)前的治理過(guò)程中，主要采用的方式是化學(xué)除磷技術(shù)，因?yàn)樯锍准夹g(shù)無(wú)法滿足治本的需要，下面筆者就針對(duì)化學(xué)除磷藥劑的相關(guān)工藝展開進(jìn)一步的研究。

1 環(huán)境污水處理中化學(xué)除磷工藝的概述

在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的過(guò)程中，首先要明確其主要的工作機(jī)理是怎樣的，在采用化學(xué)除磷工藝的過(guò)程中，主要是在其中加入適量的金屬鹽類，由此就能夠產(chǎn)生磷酸鹽或者是多聚磷酸鹽沉淀產(chǎn)物，其具有不可溶的特性，在此基礎(chǔ)上就能夠通過(guò)沉淀分離的方式將環(huán)境污水中的磷酸鹽去除掉。在投入藥劑以后，金屬離子就會(huì)與磷酸鹽結(jié)合在一起，并且加快結(jié)合的進(jìn)程，產(chǎn)生一種具有低溶解度以及形狀細(xì)小的晶體狀化合物，在不斷混合以及流速梯度的過(guò)程中能夠產(chǎn)生顆粒較大的絮凝物，再經(jīng)過(guò)沉淀分離等方式將其與水體相互分離開來(lái)，這樣就起到了凈化水體的作用，同時(shí)也能將化學(xué)污泥清理干凈，這樣也就達(dá)到了化學(xué)除磷的效果。

所以在化學(xué)除磷的過(guò)程中，基本上是按照以下四個(gè)步驟展開的，首先是沉析，其次是凝聚，第三是絮凝，最后是固液分離，經(jīng)過(guò)上述幾個(gè)步驟以后就能將磷酸鹽從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化，并且其反應(yīng)的速度是十分快的，基本上是同時(shí)進(jìn)行的沉析以及凝聚，在絮凝的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一種較大的粒子，也就是絮體。在化學(xué)除磷的過(guò)程中，要想加快反應(yīng)效率，就要保證沉析與絮凝能夠順利的進(jìn)行，在進(jìn)行絮凝的過(guò)程中，又與除磷工藝具有十分密切的聯(lián)系，所以需要充分的考慮到各個(gè)方面的因素，這樣才能保證順利的完成對(duì)環(huán)境污水的有效防治。

2 環(huán)境污水處理中化學(xué)藥劑除磷工藝的分析

在當(dāng)前的環(huán)境污水處理過(guò)程中，主要采用的化學(xué)除磷工藝中所添加的藥劑有以下幾種，一是鋁鹽、二是鐵鹽、三是鈣鹽，有時(shí)候也會(huì)應(yīng)用改性硅藻土與復(fù)合絮凝劑等，不同的藥劑產(chǎn)生的除磷效果實(shí)際上也是不相同的，下面筆者針對(duì)其中的幾點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，希望可以促進(jìn)環(huán)境污水處理質(zhì)量的提高。

2.1 鋁鹽化學(xué)除磷藥劑。采用鋁鹽作為藥劑添加在化學(xué)除磷工藝中，經(jīng)常使用的有三種，一種是硫酸鋁，一種是氯化鋁，還有一種是聚合氯化鋁，在具體的反應(yīng)過(guò)程中，包含兩個(gè)主要的反應(yīng)過(guò)程，首先是三價(jià)鋁離子通過(guò)與磷酸根產(chǎn)生反應(yīng)而出現(xiàn)沉淀，沉淀的化合物為AlPO4。其次是三價(jià)鋁離子能夠出現(xiàn)水解反應(yīng)，在這一過(guò)程中會(huì)有正電荷以及單核羥基絡(luò)合物以及多核羥基絡(luò)合物的存在，在經(jīng)過(guò)范德華力以及網(wǎng)捕等一系列的作用以后，就能達(dá)到比較理想的沉淀效果，這樣也就達(dá)到了化學(xué)除磷的要求。在運(yùn)用鋁鹽進(jìn)行化學(xué)除磷的過(guò)程中，需要重點(diǎn)控制pH，這樣才能達(dá)到理想的除磷效果，否則會(huì)造成所排放的水體中鋁鹽超標(biāo)。

2.2 鐵鹽除磷藥劑。鐵鹽除磷藥劑主要有硫酸亞鐵、聚合氯化硫酸鐵、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)，但有關(guān)Fe2+除磷最佳pH存在爭(zhēng)議：有人認(rèn)為pH=8時(shí)，F(xiàn)e2+除磷效果最好，但王文超等認(rèn)為pH=7.5～8.5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，而環(huán)境污水廠處理中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)湖泊水華的一個(gè)重要因素，這些缺點(diǎn)限制其使用范圍。由于需要較高的pH，同時(shí)鈣鹽除磷藥劑還會(huì)引起池壁或渠、管壁上結(jié)垢及曝氣管堵塞等，因此鈣鹽除磷藥劑在城市環(huán)境污水處理廠中應(yīng)用的比較少。磷酸氨鎂法是近幾年國(guó)際上非常流行的廢水除磷方法，但我國(guó)還未出現(xiàn)相關(guān)的報(bào)道。

3 復(fù)合新型除磷藥劑

復(fù)合新型除磷藥劑主要有聚氯化鋁鐵（PAFC）、聚氯化鋁（PAC）、聚氯化鐵（PFC）、聚合硫酸鐵（PFS）、聚亞鐵、聚氯硫酸鐵（PFCS）、聚合硫酸氯化鋁鐵（PAFCS）、聚合硫酸鋁鐵（PFAS）以及改性硅藻土等。這些新型除磷藥劑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在環(huán)境污水廠中應(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)又能克服鐵鹽除磷的出水渾濁、色度高的缺點(diǎn)。改性硅藻土是最近新使用的化學(xué)除磷藥劑，其組成包括硅藻土、PAC和石灰等，其中的PAC和石灰可與PO43+反應(yīng)生成A1PO4和Ca5（PO4）3OH等沉淀物，同時(shí)硅藻土具有吸附、混凝、過(guò)濾、共沉等作用，能充分接觸并除去水中的PO43-。因此除磷效果較穩(wěn)定，出水TP變化較小。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)環(huán)境污水進(jìn)行治理的過(guò)程中，不能單純的應(yīng)用生物除磷的方式，還需要應(yīng)用到化學(xué)除磷工藝，這項(xiàng)工藝在當(dāng)前還有進(jìn)一步的發(fā)展空間，以達(dá)到國(guó)家的規(guī)定要求，本文重點(diǎn)對(duì)化學(xué)除磷工藝中所添加的藥劑進(jìn)行了分析，結(jié)果表明不同的藥劑產(chǎn)生的效果也是不同的，希望能夠有助于今后的環(huán)境污水處理。

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