环境污水处理中化学除磷药剂的应用探究

颜妮

摘  要：在工业化工生产的过程中，所产生的污水、废气、废渣等均会对环境造成严重影响。表现最为突出的就是工业污水对环境所造成的影响。这些工业废水未经处理就直接流入到河流中，一旦被人体摄入就会严重威胁人类的身体健康。为此，我们有必要采取有效的污水处理措施，改善当前的水环境问题。当前，主要处理方式可以分为化学处理方式和生物处理方式。针对环境污水的处理主要集中在对磷处理技术的应用。然而，由于生物处理法存在一定的弊端。为此，我们针对化学除磷药剂在环境污水处理中的应用展开探讨。

关键词：环境污水处理;化学除磷药剂;应用

由于工业生产中所产生的污水含有大量的磷物质，一旦这些工业废水进入河流，就会使水体产生富营养化反应，对水环境的健康发展造成较大影响。相关研究显示，产生水体富营养化反应的主要原因是由于其中含有大量的磷物质。为此，要想优化水环境，就必须对水环境中的磷物质进行有效控制，这已经成为环境污水处理中的要点问题。为了保证污水处理技术的应用效果，在采用生物处理技术的同时，还需要适当应用化学处理技术，从而保证对环境污水的有效处理。

一、环境污水处理中化学除磷的应用机理

环境污水处理中的化学除磷反应机理是在投加金属盐类等，除磷药剂形成不可溶性的磷酸盐或多聚磷酸盐沉淀产物，然后再通过沉淀分离或过滤分离等方法从环境污水中去除磷酸盐。药剂投加后，首先，金属离子与磷酸盐快速结合会形成低溶解度、极细小晶状体的磷酸盐化合物;然后，在流速梯度或混合扩散过程作用下互相接触生成大颗粒絮凝体;最后，絮凝体通过沉淀分离或过滤分离等方法将水体分开，得到净化的废水和化学污泥，从而实现化学除磷的目的。

因此，化学除磷过程包括沉析、凝聚、絮凝以及固液分离四个步骤，其本质就是磷酸盐从液相转移到固相的过程。在这个过程中沉析和凝聚反应发生的非常快，被认为是同时发生的，凝聚时形成的主粒子，在絮凝过程中相互结合形成更大的粒子——絮体，以利于沉淀或者固液分离，由上述分析可知，化学除磷效率与沉析和絮凝过程直接相关，沉析、凝聚与磷酸盐化合物种类与化学除磷药剂的种类及pH等因素有关，絮凝过程与除磷工艺形式有关，因此，要提高化学除磷效率必须从化学除磷药剂的种类、反应环境的pH及除磷工艺等因素考虑。

二、环境污水处理中化学药剂除磷的应用分析

1、铝盐化学除磷药剂

总结来说，铝盐化学除磷药剂主要包括硫酸铝、氯化铝以及聚合氯化铝。将这类除磷药剂应用到环境污水处理过程中，会发生下列反应：除磷药剂中的铝离子会与污水中的磷酸根形成沉淀反应，进而形成沉淀化学物;铝离子在遇到磷元素之后，还会产生水解反应。此时会形成正电荷和表面面积较大的单核羟基络合物以及多核羟基络合物。然而，水解反应之后所产生的各类物质还会形成大量沉淀物，从而起到化学除磷的目的。然而，实际处理作业中可以发现，铝离子的水解反应和磷酸盐的溶解性，会受到pH值的影响。与此同时，金属离子还会与OH-发生反应，从而与沉淀化合物形成竞争反应现象，这会阻碍除磷药剂的处理效果。为此，在实际应用处理药剂进行处理操作的过程中，还需要对pH值进行有效控制。需要特别注意的是，在应用铝盐化学药剂进行除磷作业时，水体中的铝含量会大幅度增长，一旦水体中的铝含量超出规范标准要求，就可能引发铝中毒的问题。因此，在进行化学除磷药剂投放时，需要对其用量进行严格控制。

2、铁盐除磷药剂

铁盐除磷药剂主要有硫酸亚铁、聚合氯化硫酸铁、氯化铁及聚合氯化铁等。铁盐与铝盐除磷反应机理类似，之外还会发生强烈水解并同时发生各种聚合反应吸附水中的磷。Fe2+除磷效率与pH相关，但有关Fe2+除磷最佳pH存在争议：有人认为pH=8时，Fe2+除磷效果最好，但有人认为pH=7.5～8.5时不易生成沉淀，从而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要较高pH值，而环境污水厂处理中pH值往往低于7.5，另外，在水中Fe3（PO4）2没有FePO4稳定，这些都限制了二价铁盐在废水除磷中的应用，实际过程中可利用好氧池曝气的特点将Fe2+氧化成Fe3+来提高化学除磷效率。铁盐与磷酸盐反应形成沉淀物相对于铝盐更加稳定，而具有沉降速度快的优点，因此实际应用比较多，但是具有出水浊度与色度高、对出水pH影响大、运输和贮存麻烦、对设备腐蚀大等缺点，同时铁也是刺激藻类生长和引发湖泊水华的一个重要因素，这些缺点限制其使用范围。

3、复合新型除磷药剂

复合新型除磷药剂主要有聚氯化铝铁（PAFC）、聚氯化铝（PAC）、聚氯化铁（PFC）、聚合硫酸铁（PFS）、聚亚铁、聚氯硫酸铁（PFCS）、聚合硫酸氯化铝铁（PAFCS）、聚合硫酸铝铁（PFAS）以及改性硅藻土等。这些新型除磷药剂基本上都有良好的电荷中和与吸附架桥功能，凝聚性能良好，絮凝体生成迅速，密集度高且质量大，沉降性能优越，沉降的污泥脱水性能好，无二次污染，适用水体pH值范围广，具有较强的去除效果，而且药剂生产工艺简单，原料易得，生产成本低。其中PAFC在环境污水厂中应用的比较多，原因在于PAFC结合了铝盐和铁盐的双重优点，化学反应速度快、形成絮体大且重、沉降快和过滤性好等优点。因此，PAFC既能克服铝盐絮体生成慢、絮体轻、沉降慢的不足，同時又能克服铁盐除磷的出水浑浊、色度高的缺点。改性硅藻土是最近新使用的化学除磷药剂，其组成包括硅藻土、PAC和石灰等，其中的PAC和石灰可与PO43+反应生成A1PO4和Ca5（PO4）3OH等沉淀物，同时硅藻土具有吸附、混凝、过滤、共沉等作用，能充分接触并除去水中的PO43+。因此除磷效果较稳定，出水TP变化较小。上述分析可知，复合新型除磷药剂，如聚氯化铝铁结合传统铁盐铝盐除磷药剂的优点，适用范围和条件较广，除磷效果好，而且对环境污水处理系统中微生物影响较小，具有良好的发展前景。

结语

从当前的环境污水处理状况来看，较为常用的污水处理工艺为生物除磷方法。然而，在针对生物除磷方法处理的污水进行检测时，可以发现，经过处理的污水并不符合国家要求的污水排放标准。为此，需要同时借助化学除磷方式，对污水处理的效果加以改善。在后续的环境污水处理工作中，可能会向着化学法与生物法联合应用的方向发展。

参考文献

[1]金先平.探究化学除磷剂在污水处理中的应用[J].化工设计通讯，2016，42（2）：154;

[2]李志，裘绍祥.城市污水处理化学除磷药剂的应用比较[J].山西建筑，2012，38（28）：131-132.