環(huán)境污水處理中化學(xué)除磷藥劑的應(yīng)用探究

顏妮

摘 ?要：在工業(yè)化工生產(chǎn)的過程中，所產(chǎn)生的污水、廢氣、廢渣等均會對環(huán)境造成嚴(yán)重影響。表現(xiàn)最為突出的就是工業(yè)污水對環(huán)境所造成的影響。這些工業(yè)廢水未經(jīng)處理就直接流入到河流中，一旦被人體攝入就會嚴(yán)重威脅人類的身體健康。為此，我們有必要采取有效的污水處理措施，改善當(dāng)前的水環(huán)境問題。當(dāng)前，主要處理方式可以分為化學(xué)處理方式和生物處理方式。針對環(huán)境污水的處理主要集中在對磷處理技術(shù)的應(yīng)用。然而，由于生物處理法存在一定的弊端。為此，我們針對化學(xué)除磷藥劑在環(huán)境污水處理中的應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：環(huán)境污水處理;化學(xué)除磷藥劑;應(yīng)用

由于工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的污水含有大量的磷物質(zhì)，一旦這些工業(yè)廢水進入河流，就會使水體產(chǎn)生富營養(yǎng)化反應(yīng)，對水環(huán)境的健康發(fā)展造成較大影響。相關(guān)研究顯示，產(chǎn)生水體富營養(yǎng)化反應(yīng)的主要原因是由于其中含有大量的磷物質(zhì)。為此，要想優(yōu)化水環(huán)境，就必須對水環(huán)境中的磷物質(zhì)進行有效控制，這已經(jīng)成為環(huán)境污水處理中的要點問題。為了保證污水處理技術(shù)的應(yīng)用效果，在采用生物處理技術(shù)的同時，還需要適當(dāng)應(yīng)用化學(xué)處理技術(shù)，從而保證對環(huán)境污水的有效處理。

一、環(huán)境污水處理中化學(xué)除磷的應(yīng)用機理

環(huán)境污水處理中的化學(xué)除磷反應(yīng)機理是在投加金屬鹽類等，除磷藥劑形成不可溶性的磷酸鹽或多聚磷酸鹽沉淀產(chǎn)物，然后再通過沉淀分離或過濾分離等方法從環(huán)境污水中去除磷酸鹽。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散過程作用下互相接觸生成大顆粒絮凝體;最后，絮凝體通過沉淀分離或過濾分離等方法將水體分開，得到凈化的廢水和化學(xué)污泥，從而實現(xiàn)化學(xué)除磷的目的。

因此，化學(xué)除磷過程包括沉析、凝聚、絮凝以及固液分離四個步驟，其本質(zhì)就是磷酸鹽從液相轉(zhuǎn)移到固相的過程。在這個過程中沉析和凝聚反應(yīng)發(fā)生的非?？欤徽J(rèn)為是同時發(fā)生的，凝聚時形成的主粒子，在絮凝過程中相互結(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程直接相關(guān)，沉析、凝聚與磷酸鹽化合物種類與化學(xué)除磷藥劑的種類及pH等因素有關(guān)，絮凝過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)除磷藥劑的種類、反應(yīng)環(huán)境的pH及除磷工藝等因素考慮。

二、環(huán)境污水處理中化學(xué)藥劑除磷的應(yīng)用分析

1、鋁鹽化學(xué)除磷藥劑

總結(jié)來說，鋁鹽化學(xué)除磷藥劑主要包括硫酸鋁、氯化鋁以及聚合氯化鋁。將這類除磷藥劑應(yīng)用到環(huán)境污水處理過程中，會發(fā)生下列反應(yīng)：除磷藥劑中的鋁離子會與污水中的磷酸根形成沉淀反應(yīng)，進而形成沉淀化學(xué)物;鋁離子在遇到磷元素之后，還會產(chǎn)生水解反應(yīng)。此時會形成正電荷和表面面積較大的單核羥基絡(luò)合物以及多核羥基絡(luò)合物。然而，水解反應(yīng)之后所產(chǎn)生的各類物質(zhì)還會形成大量沉淀物，從而起到化學(xué)除磷的目的。然而，實際處理作業(yè)中可以發(fā)現(xiàn)，鋁離子的水解反應(yīng)和磷酸鹽的溶解性，會受到pH值的影響。與此同時，金屬離子還會與OH-發(fā)生反應(yīng)，從而與沉淀化合物形成競爭反應(yīng)現(xiàn)象，這會阻礙除磷藥劑的處理效果。為此，在實際應(yīng)用處理藥劑進行處理操作的過程中，還需要對pH值進行有效控制。需要特別注意的是，在應(yīng)用鋁鹽化學(xué)藥劑進行除磷作業(yè)時，水體中的鋁含量會大幅度增長，一旦水體中的鋁含量超出規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，就可能引發(fā)鋁中毒的問題。因此，在進行化學(xué)除磷藥劑投放時，需要對其用量進行嚴(yán)格控制。

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)機理類似，之外還會發(fā)生強烈水解并同時發(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存在爭議：有人認(rèn)為pH=8時，F(xiàn)e2+除磷效果最好，但有人認(rèn)為pH=7.5～8.5時不易生成沉淀，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沒有FePO4穩(wěn)定，這些都限制了二價鐵鹽在廢水除磷中的應(yīng)用，實際過程中可利用好氧池曝氣的特點將Fe2+氧化成Fe3+來提高化學(xué)除磷效率。鐵鹽與磷酸鹽反應(yīng)形成沉淀物相對于鋁鹽更加穩(wěn)定，而具有沉降速度快的優(yōu)點，因此實際應(yīng)用比較多，但是具有出水濁度與色度高、對出水pH影響大、運輸和貯存麻煩、對設(shè)備腐蝕大等缺點，同時鐵也是刺激藻類生長和引發(fā)湖泊水華的一個重要因素，這些缺點限制其使用范圍。

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，無二次污染，適用水體pH值范圍廣，具有較強的去除效果，而且藥劑生產(chǎn)工藝簡單，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，化學(xué)反應(yīng)速度快、形成絮體大且重、沉降快和過濾性好等優(yōu)點。因此，PAFC既能克服鋁鹽絮體生成慢、絮體輕、沉降慢的不足，同時又能克服鐵鹽除磷的出水渾濁、色度高的缺點。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，同時硅藻土具有吸附、混凝、過濾、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。上述分析可知，復(fù)合新型除磷藥劑，如聚氯化鋁鐵結(jié)合傳統(tǒng)鐵鹽鋁鹽除磷藥劑的優(yōu)點，適用范圍和條件較廣，除磷效果好，而且對環(huán)境污水處理系統(tǒng)中微生物影響較小，具有良好的發(fā)展前景。

結(jié)語

從當(dāng)前的環(huán)境污水處理狀況來看，較為常用的污水處理工藝為生物除磷方法。然而，在針對生物除磷方法處理的污水進行檢測時，可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過處理的污水并不符合國家要求的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。為此，需要同時借助化學(xué)除磷方式，對污水處理的效果加以改善。在后續(xù)的環(huán)境污水處理工作中，可能會向著化學(xué)法與生物法聯(lián)合應(yīng)用的方向發(fā)展。

參考文獻

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