水处理化学除磷及其过程优化探讨

田斌

摘要：近年来我国工业领域的逐渐发达以及居民日常生活用水量的不断增加，都直接导致了各个污水处理厂需要处理污水和废水的工作量大大增加。而一般来说，污水和正常的水质相比，其中往往会含有更多的磷这一化学物质，水中磷元素会导致水体富营养化，在这样的前提下，如若不对其进行有效的除磷处理，其排放之后对周围环境和水质造成的影响将是不容小觑的。因此，本文通过化学实验，以提高污水的除磷水平为目的进行研究，希望能够找出最佳的除磷方案，并对其过程进行全面的、系统的优化[1]。现就此展开分析。

关键词：工业废水；生活污水；化学除磷；化学实验；优化方案

引言：

工业发展是一把双刃剑，因此我们必须正确看待其发展的同时带来的各种污染，才能够真正促进其可持续发展。例如工业废水这一严重污染我国河流水质的工业产物。而除了工业领域之外，我国居民日常生活所使用的含磷物质的增加，也在促使其生活污水中的含磷量的不断提高。而为了有效应对和处理这一现象，我国的污水处理厂就必须不断优化其除磷方法。当前除了传统的吸附法等方法之外，使用得最为广泛的方法就是化学除磷法了，这一方法不仅流程简单，且处理效果也较为显著[1]。但由于其容易受到药物剂量等多种因素的影响，因此，如若不对其具体的除磷过程进行有效的探索，必然会影响其最终的效果。本文就此展开研究和分析。

一、除磷化学实验所需的材料和运用的方法

（一）浅析样本来源及其资料

本次研究所选取的污水样本来自于我公司稀土冶炼废水。所有的废水均为生化池混合液，其还没有进入下一步骤的二沉池。除此之外，在收集好样本之后，对其进行一段时间的静置，使其中的泥和水分离开来。并测得其上层所含有的磷这一成分的含量在每升4.8毫克左右。

（二）浅析本次实验所用的材料

在本次实验过程中，采用由含量为百分之九十六的三氯化铁以及分析纯硫酸亚铁盐来配置所需的除磷溶液。先将这两种溶液分别加水配制成溶液，将配制所得的溶液的浓度控制在百分之十左右。除此之外，再将以上配制而成的两种溶液以一比一的摩尔比进行充分的混合并待用，制成第三种除磷溶液，也就是混合液[1]。

（三）浅析进行实验的方法

从样本中抽取四百毫升的污水，且在其中加入事先准备好的化学溶液。溶液占样本的比例从0.05%到0.3%不等，每一份样品中加入的溶液按照0.05%的含量来递增[1]。接下来，分别采取两种不同的搅拌方式来进行除磷搅拌。其一是先采取100rpm的转速，对样本和溶液进行快速的搅拌混合，此过程持续两分钟。接下来再用40rpm的转速，继续搅拌十分钟，结束搅拌。其二是同样采用100rpm的转速对两者进行充分的搅拌，不过和第一种方式不同，此次持续时间为半分钟。然后再采用50rpm的转速，进入缓慢搅拌的进程，搅拌时长同样为十分钟[2]。在搅拌结束之后，使其混合物得到充分的静置。静置之后从其上层的混合液体中抽取部分，测量其当前的含磷量，以此来判断不同剂量及不同搅拌方式所带来的除磷效果有何差异。

二、浅析实验效果

（一）浅析不同的化学溶液所产生的去鳞效果

在本次实验中，所采取的化学实验溶液一共有三种，其一是纯二价铁离子溶液；其二是纯三价铁离子溶液；其三是这两者充分混合之后的产物[3]。不管是其中的哪一种溶液，在实验过程中都保持相互之间一致的投入使用量，控制其他的影响因素不变。而就其最后的除磷效果来看，我们发现，使用了纯二价铁离子溶液作为除磷试剂之后，其最后所获得的溶液当中的含磷量仅为每升0.56毫克[3]。而在使用了复合试剂作为除磷试剂之后，其最后所得的溶液除磷效果仅次于前者，含磷量为每升0.68毫克。最后剩下的纯三价铁离子溶液处理过后的溶液含磷量高达每升0.84毫克，其效果较之前两者都更差。

（二）浅析在相同试剂中使用不同剂量的效果

经过观察和统计，我们得知，当试剂的体积在样本中所占的比例达到了0.15%的时候，其除磷效果要达到顶峰值。且总的来说，随着其所占比例的不断增加，其除磷效果的变化呈现为一条倒U型曲线，也就是先上升后降低，0.15%的比例是其使用效果的最高峰。

（三）浅析不同的转速对除磷效果所产生的影响

本研究之所以将搅拌速度的变化纳入对最终除磷效果产生影响的变量当中，主要是由于转速的大小会对药剂的扩散速率产生不容小觑的影响[3]。这两者之间的关系如下：当转速不断升高的时候，样本中含磷量的变化也是以一条倒U型的曲线来呈现的。且100rpm的转速是其变化的临界点。因此，当转速在这一临界点之前的时候，我们要想提高其除磷效果，就可以通过对转速的不断提高来实现。但是当其超过了这一临界值之后，此时如若再继续增加其转速，那么样本中的化学结构就会遭到不同程度的破坏，以此来使得最后的除磷结果大打折扣[3]。因此，在对污水进行化学除磷的过程之中，如若能够有效地借助这一原理控制其转速，并将能够为最终的除磷效果产生不容小觑的影响。除此之外，当使用同样的搅拌速度但是时间有所区别的时候，效果也是不尽相同的。比如在同样利用100rpm的转速来进行除磷的背景下，其中一个以此转速转动了五分钟，而另一个只转动了半分钟，那么此时经过测定，前者的溶液当中所含的磷物质的浓度为每升0.65毫克，低于后者的每升0.79毫克[4]。

（四）浅析除磷之后的样本形态

就拿复合试剂含量占样本总体的0.15%的例子来说。在样本投入试剂之前，对其形态进行观察，发现其中颗粒状态的磷含量在总体中占到每升2.65毫克。而其中以溶解性无机状态呈现的磷在总体中占到了每升0.98毫克[4]。最后，其以溶解性有机状态的形态呈现的磷，在总体中以每升0.56毫克的含量存在。而针对以上三种截然不同的磷的存在形态，不同的药剂也能够对其起到完全不同的去除效果，且这个过程中往往伴随着完全不同的去除机理[5]。就拿以颗粒状态呈现的磷来说，其处理过程主要依赖的是吸附桥的作用，除此之外还有压缩双层电的作用[5]。而对于以溶解性无机呈现的磷而言，使用化学沉淀的方式，往往是对其进行处理的最佳途径。

三、结束语

近年来，我国的水污染问题越来越严重，而我国各地的污水处理厂每日所需处理的污水数量也越来越多，如若不能发展出一套有效的污水处理方法，必将对其造成严重的负担，且不利于其污水处理效果[5]。而不论是在常见的生活污水还是在工业污水的处理过程当中，除磷过程都是一个不容小觑的部分，其效果直接决定了接下来的污水处理质量，将会对我国的水质环境起到巨大的影响。因此，本文以具体的化学试验为依据，纳入了几种对化学除磷过程起到较大影响的因素，并对其影响方式和水平逐一进行探析，以期能够对提升我国的污水处理水平贡献一份力量[5]。

参考文献

[1]杨鹏，崔凤国，张伟军，等.市政污水处理厂化学除磷及过程优化研究[J].东北电力大学学报，2014，1（4）：42-45.

[2]周国标，周鹏飞，雷睿，等.传统A～2/O城市污水处理中存在的工艺问题及其优化控制策略[J].水处理技术，2017（6）：11-17.

[3]卢沈艳，李鹏，吴维霞.城市污水处理厂后置化学除磷优化控制探讨[J].广东化工，2014，41（3）：150-151.

[4]邱勇，李冰，刘垚，等.污水处理厂化学除磷自动控制系统优化研究[J].给水排水，2016（7）：126-129.

[5]方金富，伍红森.城市污水处理厂化学强化生物除磷的试验研究[J].化工管理，2017（33）：122-123.

（作者单位：甘肅稀土新材料股份有限公司）