環境污水處理中化學除磷藥劑的應用探究

顏妮

摘 ?要：在工業化工生產的過程中，所產生的污水、廢氣、廢渣等均會對環境造成嚴重影響。表現最為突出的就是工業污水對環境所造成的影響。這些工業廢水未經處理就直接流入到河流中，一旦被人體攝入就會嚴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，改善當前的水環境問題。當前，主要處理方式可以分為化學處理方式和生物處理方式。針對環境污水的處理主要集中在對磷處理技術的應用。然而，由于生物處理法存在一定的弊端。為此，我們針對化學除磷藥劑在環境污水處理中的應用展開探討。

關鍵詞：環境污水處理;化學除磷藥劑;應用

由于工業生產中所產生的污水含有大量的磷物質，一旦這些工業廢水進入河流，就會使水體產生富營養化反應，對水環境的健康發展造成較大影響。相關研究顯示，產生水體富營養化反應的主要原因是由于其中含有大量的磷物質。為此，要想優化水環境，就必須對水環境中的磷物質進行有效控制，這已經成為環境污水處理中的要點問題。為了保證污水處理技術的應用效果，在采用生物處理技術的同時，還需要適當應用化學處理技術，從而保證對環境污水的有效處理。

一、環境污水處理中化學除磷的應用機理

環境污水處理中的化學除磷反應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物，然后再通過沉淀分離或過濾分離等方法從環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合會形成低溶解度、極細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污泥，從而實現化學除磷的目的。

因此，化學除磷過程包括沉析、凝聚、絮凝以及固液分離四個步驟，其本質就是磷酸鹽從液相轉移到固相的過程。在這個過程中沉析和凝聚反應發生的非?？欤徽J為是同時發生的，凝聚時形成的主粒子，在絮凝過程中相互結合形成更大的粒子——絮體，以利于沉淀或者固液分離，由上述分析可知，化學除磷效率與沉析和絮凝過程直接相關，沉析、凝聚與磷酸鹽化合物種類與化學除磷藥劑的種類及pH等因素有關，絮凝過程與除磷工藝形式有關，因此，要提高化學除磷效率必須從化學除磷藥劑的種類、反應環境的pH及除磷工藝等因素考慮。

二、環境污水處理中化學藥劑除磷的應用分析

1、鋁鹽化學除磷藥劑

總結來說，鋁鹽化學除磷藥劑主要包括硫酸鋁、氯化鋁以及聚合氯化鋁。將這類除磷藥劑應用到環境污水處理過程中，會發生下列反應：除磷藥劑中的鋁離子會與污水中的磷酸根形成沉淀反應，進而形成沉淀化學物;鋁離子在遇到磷元素之后，還會產生水解反應。此時會形成正電荷和表面面積較大的單核羥基絡合物以及多核羥基絡合物。然而，水解反應之后所產生的各類物質還會形成大量沉淀物，從而起到化學除磷的目的。然而，實際處理作業中可以發現，鋁離子的水解反應和磷酸鹽的溶解性，會受到pH值的影響。與此同時，金屬離子還會與OH-發生反應，從而與沉淀化合物形成競爭反應現象，這會阻礙除磷藥劑的處理效果。為此，在實際應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，在應用鋁鹽化學藥劑進行除磷作業時，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范標準要求，就可能引發鋁中毒的問題。因此，在進行化學除磷藥劑投放時，需要對其用量進行嚴格控制。

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機理類似，之外還會發生強烈水解并同時發生各種聚合反應吸附水中的磷。Fe2+除磷效率與pH相關，但有關Fe2+除磷最佳pH存在爭議：有人認為pH=8時，Fe2+除磷效果最好，但有人認為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穩定，這些都限制了二價鐵鹽在廢水除磷中的應用，實際過程中可利用好氧池曝氣的特點將Fe2+氧化成Fe3+來提高化學除磷效率。鐵鹽與磷酸鹽反應形成沉淀物相對于鋁鹽更加穩定，而具有沉降速度快的優點，因此實際應用比較多，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、對設備腐蝕大等缺點，同時鐵也是刺激藻類生長和引發湖泊水華的一個重要因素，這些缺點限制其使用范圍。

3、復合新型除磷藥劑

復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，密集度高且質量大，沉降性能優越，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，而且藥劑生產工藝簡單，原料易得，生產成本低。其中PAFC在環境污水廠中應用的比較多，原因在于PAFC結合了鋁鹽和鐵鹽的雙重優點，化學反應速度快、形成絮體大且重、沉降快和過濾性好等優點。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+。因此除磷效果較穩定，出水TP變化較小。上述分析可知，復合新型除磷藥劑，如聚氯化鋁鐵結合傳統鐵鹽鋁鹽除磷藥劑的優點，適用范圍和條件較廣，除磷效果好，而且對環境污水處理系統中微生物影響較小，具有良好的發展前景。

結語

從當前的環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，可以發現，經過處理的污水并不符合國家要求的污水排放標準。為此，需要同時借助化學除磷方式，對污水處理的效果加以改善。在后續的環境污水處理工作中，可能會向著化學法與生物法聯合應用的方向發展。

參考文獻

[1]金先平.探究化學除磷劑在污水處理中的應用[J].化工設計通訊，2016，42（2）：154;

[2]李志，裘紹祥.城市污水處理化學除磷藥劑的應用比較[J].山西建筑，2012，38（28）：131-132.