论文部分内容阅读
摘 要：在当前的城市发展进程中，加强对环境污水的处理十分必要，在对其进行处理的过程中，主要可以采用两种方式，一种是生物除磷技术，另一种是化学除磷技术，这两种技术都各有优势，以生物除磷技术为例，不需要在其中投入过多的药剂，并且所需要的费用比较节省，不会产生大量的污泥量，但是在应用这项技术的过程中，其存在的主要缺陷在于需要过分的依赖废水组分，具有较差的稳定性以及灵活性，在对污泥进行处理的过程中，因为磷的释放还会出现二次污染的现象，这样一来生物出水就不能满足国家相关标准的要求，所以才会出现化学除磷的工艺。本文将重点对化学除磷的工艺进行分析，探讨其在环境污水处理过程中的应用，希望能够对今后的工作有所帮助。
关键词：环境污水处理；化学除磷药剂；工艺
在我国城市发展的进程中，工业化的发展速度越来越快，城镇化的发展水平也就随之得到了有效的提高，但是与此同时，环境污水的现象也变得愈发严重，这种情况产生的原因是生活污水中含有大量的磷，容易造成水体富营养化现象的发生，因此要想有效的解决这一问题，根本性的举措就是降低水体中磷的含量，在当前的治理过程中，主要采用的方式是化学除磷技术，因为生物除磷技术无法满足治本的需要，下面笔者就针对化学除磷药剂的相关工艺展开进一步的研究。
1 环境污水处理中化学除磷工艺的概述
在应用这项技术的过程中，首先要明确其主要的工作机理是怎样的，在采用化学除磷工艺的过程中，主要是在其中加入适量的金属盐类，由此就能够产生磷酸盐或者是多聚磷酸盐沉淀产物，其具有不可溶的特性，在此基础上就能够通过沉淀分离的方式将环境污水中的磷酸盐去除掉。在投入药剂以后，金属离子就会与磷酸盐结合在一起，并且加快结合的进程，产生一种具有低溶解度以及形状细小的晶体状化合物，在不断混合以及流速梯度的过程中能够产生颗粒较大的絮凝物，再经过沉淀分离等方式将其与水体相互分离开来，这样就起到了净化水体的作用，同时也能将化学污泥清理干净，这样也就达到了化学除磷的效果。
所以在化学除磷的过程中，基本上是按照以下四个步骤展开的，首先是沉析，其次是凝聚，第三是絮凝，最后是固液分离，经过上述几个步骤以后就能将磷酸盐从液态向固态转化，并且其反应的速度是十分快的，基本上是同时进行的沉析以及凝聚，在絮凝的过程中会产生一种较大的粒子，也就是絮体。在化学除磷的过程中，要想加快反应效率，就要保證沉析与絮凝能够顺利的进行，在进行絮凝的过程中，又与除磷工艺具有十分密切的联系，所以需要充分的考虑到各个方面的因素，这样才能保证顺利的完成对环境污水的有效防治。
2 环境污水处理中化学药剂除磷工艺的分析
在当前的环境污水处理过程中，主要采用的化学除磷工艺中所添加的药剂有以下几种，一是铝盐、二是铁盐、三是钙盐，有时候也会应用改性硅藻土与复合絮凝剂等，不同的药剂产生的除磷效果实际上也是不相同的，下面笔者针对其中的几点进行详细的分析，希望可以促进环境污水处理质量的提高。
2.1 铝盐化学除磷药剂。采用铝盐作为药剂添加在化学除磷工艺中，经常使用的有三种，一种是硫酸铝，一种是氯化铝，还有一种是聚合氯化铝，在具体的反应过程中，包含两个主要的反应过程，首先是三价铝离子通过与磷酸根产生反应而出现沉淀，沉淀的化合物为AlPO4。其次是三价铝离子能够出现水解反应，在这一过程中会有正电荷以及单核羟基络合物以及多核羟基络合物的存在，在经过范德华力以及网捕等一系列的作用以后，就能达到比较理想的沉淀效果，这样也就达到了化学除磷的要求。在运用铝盐进行化学除磷的过程中，需要重点控制pH，这样才能达到理想的除磷效果，否则会造成所排放的水体中铝盐超标。
2.2 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，但王文超等认为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。由于需要较高的pH，同时钙盐除磷药剂还会引起池壁或渠、管壁上结垢及曝气管堵塞等，因此钙盐除磷药剂在城市环境污水处理厂中应用的比较少。磷酸氨镁法是近几年国际上非常流行的废水除磷方法，但我国还未出现相关的报道。
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，同时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。
结束语
综上所述，在对环境污水进行治理的过程中，不能单纯的应用生物除磷的方式，还需要应用到化学除磷工艺，这项工艺在当前还有进一步的发展空间，以达到国家的规定要求，本文重点对化学除磷工艺中所添加的药剂进行了分析，结果表明不同的药剂产生的效果也是不同的，希望能够有助于今后的环境污水处理。
参考文献
[1]陈媛.A2/O工艺化学除磷优化实验及应用[J].环境，2010.
[2]苏敬志.城市污水处理与再生利用的探讨[J].中国新技术新产品，2010.
[3]范华芳.农林类高校应用化学专业学生现代工程意识的培养[J].教育教学论坛，2014.
关键词：环境污水处理；化学除磷药剂；工艺
在我国城市发展的进程中，工业化的发展速度越来越快，城镇化的发展水平也就随之得到了有效的提高，但是与此同时，环境污水的现象也变得愈发严重，这种情况产生的原因是生活污水中含有大量的磷，容易造成水体富营养化现象的发生，因此要想有效的解决这一问题，根本性的举措就是降低水体中磷的含量，在当前的治理过程中，主要采用的方式是化学除磷技术，因为生物除磷技术无法满足治本的需要，下面笔者就针对化学除磷药剂的相关工艺展开进一步的研究。
1 环境污水处理中化学除磷工艺的概述
在应用这项技术的过程中，首先要明确其主要的工作机理是怎样的，在采用化学除磷工艺的过程中，主要是在其中加入适量的金属盐类，由此就能够产生磷酸盐或者是多聚磷酸盐沉淀产物，其具有不可溶的特性，在此基础上就能够通过沉淀分离的方式将环境污水中的磷酸盐去除掉。在投入药剂以后，金属离子就会与磷酸盐结合在一起，并且加快结合的进程，产生一种具有低溶解度以及形状细小的晶体状化合物，在不断混合以及流速梯度的过程中能够产生颗粒较大的絮凝物，再经过沉淀分离等方式将其与水体相互分离开来，这样就起到了净化水体的作用，同时也能将化学污泥清理干净，这样也就达到了化学除磷的效果。
所以在化学除磷的过程中，基本上是按照以下四个步骤展开的，首先是沉析，其次是凝聚，第三是絮凝，最后是固液分离，经过上述几个步骤以后就能将磷酸盐从液态向固态转化，并且其反应的速度是十分快的，基本上是同时进行的沉析以及凝聚，在絮凝的过程中会产生一种较大的粒子，也就是絮体。在化学除磷的过程中，要想加快反应效率，就要保證沉析与絮凝能够顺利的进行，在进行絮凝的过程中，又与除磷工艺具有十分密切的联系，所以需要充分的考虑到各个方面的因素，这样才能保证顺利的完成对环境污水的有效防治。
2 环境污水处理中化学药剂除磷工艺的分析
在当前的环境污水处理过程中，主要采用的化学除磷工艺中所添加的药剂有以下几种，一是铝盐、二是铁盐、三是钙盐，有时候也会应用改性硅藻土与复合絮凝剂等，不同的药剂产生的除磷效果实际上也是不相同的，下面笔者针对其中的几点进行详细的分析，希望可以促进环境污水处理质量的提高。
2.1 铝盐化学除磷药剂。采用铝盐作为药剂添加在化学除磷工艺中，经常使用的有三种，一种是硫酸铝，一种是氯化铝，还有一种是聚合氯化铝，在具体的反应过程中，包含两个主要的反应过程，首先是三价铝离子通过与磷酸根产生反应而出现沉淀，沉淀的化合物为AlPO4。其次是三价铝离子能够出现水解反应，在这一过程中会有正电荷以及单核羟基络合物以及多核羟基络合物的存在，在经过范德华力以及网捕等一系列的作用以后，就能达到比较理想的沉淀效果，这样也就达到了化学除磷的要求。在运用铝盐进行化学除磷的过程中，需要重点控制pH，这样才能达到理想的除磷效果，否则会造成所排放的水体中铝盐超标。
2.2 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，但王文超等认为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。由于需要较高的pH，同时钙盐除磷药剂还会引起池壁或渠、管壁上结垢及曝气管堵塞等，因此钙盐除磷药剂在城市环境污水处理厂中应用的比较少。磷酸氨镁法是近几年国际上非常流行的废水除磷方法，但我国还未出现相关的报道。
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，同时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。
结束语
综上所述，在对环境污水进行治理的过程中，不能单纯的应用生物除磷的方式，还需要应用到化学除磷工艺，这项工艺在当前还有进一步的发展空间，以达到国家的规定要求，本文重点对化学除磷工艺中所添加的药剂进行了分析，结果表明不同的药剂产生的效果也是不同的，希望能够有助于今后的环境污水处理。
参考文献
[1]陈媛.A2/O工艺化学除磷优化实验及应用[J].环境，2010.
[2]苏敬志.城市污水处理与再生利用的探讨[J].中国新技术新产品，2010.
[3]范华芳.农林类高校应用化学专业学生现代工程意识的培养[J].教育教学论坛，2014.