除磷劑的分類及使用

所有的污水除磷方法都包含有兩個(gè)必要的過(guò)程，首先將溶解性磷（磷酸鹽）物質(zhì)轉(zhuǎn)化為不溶性懸浮（顆粒）性狀態(tài)，然后通過(guò)固液分離將磷從污水中除去。

除磷劑是向污水中投加化學(xué)藥劑，使水中磷酸根離子生成難溶性鹽，形成絮凝體后與水分離，從而去除水中所含的磷。根據(jù)化學(xué)除磷法的原理介紹，除磷劑主要分為四類：

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 、鐵鹽化學(xué)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，但研究表明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。

3 、鈣系除磷藥劑

向含磷污水中加入氫氧化鈣，污水的pH上升，同時(shí)污水中磷與鈣反應(yīng)生成 Ca5（OH）(PO4)3， 反應(yīng)式如下：

隨著pH的升高，污水中Ca5（OH）(PO4)3的溶解度降低，為使磷的去除率達(dá)到 90%以上，需要把 H調(diào)至10.5-11范圍內(nèi)，在此pH范圍內(nèi)，污水中的磷含量可降低至0.5mg/L以下。

由于需要較高的 pH，對(duì)水體生物的正常生長(zhǎng)有一定的影響，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河道治理和城市環(huán)境污水處理廠中應(yīng)用的比較少。

4 、復(fù)合新型除磷藥劑

復(fù)合新型除磷藥劑種類多樣，其中主要有聚氯化鋁鐵（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（PFAS）、改性硅藻土以及上述幾種除磷藥劑和PAM、二氧化錳等形成的混合物等。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 AlPO4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。

1 、投加量的確定

除磷劑投加量的確定依據(jù)有一下幾種因素：原水中磷含量的大小、原水磷含量的種類、設(shè)計(jì)出水磷含量的大小（出水含磷國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）和設(shè)計(jì)除磷效率（除磷劑投加之后的含磷量）。最終投加量的確定要經(jīng)過(guò)小試和中試的實(shí)驗(yàn)確定，或是根據(jù)同類相似工程的經(jīng)驗(yàn)值確定后進(jìn)行中試驗(yàn)證，確保出水達(dá)到相關(guān)法規(guī)要求。

2 、直接投加法

即固體或粉末狀的除磷劑不經(jīng)過(guò)稀釋而直接投加到水體中的方法，但是這種方法的使用有一定的限制因素：第一要求所加水體的 pH 為酸性環(huán)境，第二所加的水體中有攪拌裝置，否則除磷效果非常有限，因?yàn)槌讋](méi)有充分與水體接觸，就不會(huì)充分的與磷發(fā)生相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)。因此這種方法更多的適用于污水處理廠。

3 、稀釋之后投加法

將固體或粉末狀除磷劑經(jīng)過(guò)一定的稀釋比例稀釋之后直接投加到目標(biāo)水體中，這種方法使用的范圍更廣。具體操作流程如下：

有以下注意事項(xiàng)：

1、投加量：需經(jīng)過(guò)科學(xué)計(jì)算和相關(guān)實(shí)驗(yàn)確定。

2、稀釋過(guò)程中的攪拌：充分?jǐn)嚢琛?/span>

3、投加點(diǎn)的選擇：最好在水流湍急、河道狹窄處進(jìn)行稀釋液的投加。