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摘 要:社会的飞速发展使得人们的生活质量不断提高,这要求社会生产力也得到同步发展,因此企业生产过程中产生了含磷污水流入河流之中, 使得水质富营养化, 导致水体恶化,水华泛滥,。通过研究, 水的富营养化主要是由磷引起的,所以对水中磷的含量的减小是解决富营养化问题的关键。
关键词:城市磷污染 污水处理 化学除磷 沉淀法
引言:生活中磷的滥用导致水体污染,水中生物受到威胁,人们的生活环境遭到破坏,除磷成为了一个重要的生产环节。
1.化学除磷运用的原理标准
水华的产生主要原因是因为藻类在水中的大量繁殖, 内部陆地的水质中, 水体的营养化的罪魁祸首就是水中磷的含量超标, 普遍观点也认为磷是水体富营养化的主要限制性因素.因此对控制磷的含量是解决该问题的关键操作。为防止富营养化, 污水处理企业需要有一个统一的标准, 该标准在国内外的发展越来越严格。根据我国《 污水综合排放标准》标准,一级规定能够排放的水中磷的含量要小于 0.5mg / L , 二级规定磷的含量要小于1. 0m g/ L 。所以污水处理厂必须使水中的含磷量达到标准。化学除磷的基本原理是使水中可溶性磷转化为不溶性物质, 再进行过滤出去。目前污水除磷的方法就是使磷的循环转换,使得废水中的磷转化为不可溶性的含磷元素的沉淀,或者使用细胞合成的方法原理,使细胞把磷元素物质吸收进细胞内。这两种方法分别是化学法除磷和生物法除磷。实际操作经验可知, 生物除4磷方法比化学除磷的程度要低,但较环保,只用生物除磷的方法难满足出水含磷量低于国家规定标准的排放要求。在污水处理厂实际操作中,常常是把两种方法結合起来。先用生物除磷的方法把水中一部分磷物质吸,再通过化学沉淀来改善。此外,由于我国城市污水当中碳氮的含量比较低, 国家《污水综合排放标准》规定磷、氮、碳的含量需要很低, 所以,对于浓度较高的污水中 , 使用生物除磷和除去氮方法是比较不错的选择, 但对于浓度较低的城市污水,生物除磷处理就很难满足处理标准,此时需要加入化学除磷的方法进行污水处理。
2.化学除磷所使用的方法
2.1第一前置沉淀工艺
其目的就是让化学药品加入在沉淀池中,或者把沉降药剂加入第一次沉淀池的进水渠道之中,也可以加入在回旋涡流之中,这个一般需要规定所产生涡流的设备和所提供的能量来满足混合在一起沉降的需求, 其所产生的不溶性物质在第一次沉淀池之中由于沉淀下来与水层分离。工业中常使用的沉淀试剂主要是石灰与金属类盐的药剂, 但二价铁除外, 因为二价铁有可能不会被彻底氧化而形成沉淀程度不够的物质。前置沉淀常常使用在现存在的超负担运行的城市污水处理厂使用, 使减小生物处理段的负担, 使得减少能源的消耗和生产过程中的污泥产量,并且还可以除去水中的有毒物质, 从而使得生物除磷过程中的微生物活性得到适当保护作用,其中同步沉析法是当前应用最为普遍的化学除磷的方法, 在欧洲等国家化学除磷在除磷工艺的应用占据比大约为一半,其所使用的方法就是把沉淀试剂加入曝气池中或者第二次过滤的沉淀池中, 有时也可以将药剂加入在曝气池的进水处当中。同步沉淀的方法除磷的程度高,不仅把绝大部分磷出去,而且能够使污水中的有机物降解分离, 增加了污泥产量.
2.2第二后置沉淀工艺
把沉淀药剂分别加入二次沉淀池后的独次凝固沉降、固液分离池的进水口。这样的处理过程中为了控制PH值的含量,所选用沉降试剂可以用Al、Fe3+、石灰水等, 二价铁盐不能够使用。后置沉淀法是除磷过程中最好的方法, 除磷率趋向于95%,能够使水质达到国家规定的一级标准。一般我们可以将后置沉淀的污泥和前段的污泥共同沉降,这样可以使污泥浓缩率提高,提高除磷的效率。也能把生物除磷不足之处填补, 提高工作效率。
2.3第三接触过滤工艺
接触和间接过滤之分,此方法一般不能单独性的完成除磷过程,一般需要和前置沉淀、同步沉淀或者后置沉淀的方法结合起来,使作为第二次除磷过程中的第二步,使磷的含量降到最低。第一个步骤除去磷后, 磷的含量一般达到国家规定的二级标准。这时加入适量的铝盐或铁盐,能够使水质的含磷更低,从而达到排放的标准。
3.化学除磷所选用试剂的原理
钙盐、铁盐和铝盐是化学除磷过程中最为常用的沉降药品。普遍是认为阳性离子和阴性离子的结合, 即使磷酸根离子与铝、铁、钙等金属阳离子的化学结合成为不溶性沉淀,
对于石灰而言,其主要反应就是使氢氧化钙和碳酸氢根离子的结合生成不溶性沉淀碳酸钙,另外它的副反应则是通过钙离子和磷酸根离子、氢氧根离子反应生成磷酸氢钙沉淀物,从而达到出去磷的效果,降低水质中含磷元素物质的含量。对于三氯化铁,其主反应:是氯化铁和磷酸根反应生成难溶物磷酸铁,其次再是氯化铁和碳酸氢钙反应生成氢氧化铁沉淀,此时生成大量的二氧化碳达到除碳的作用沉淀则过滤出去。对于铝盐,我们通常使用的为硫酸铝,主反应为硫酸铝和磷酸根离子反应生成硫酸铝沉淀 通过过滤排除,副反应为硫酸铝和碳酸氢根离子反应生成氢氧化铝沉淀,然后通过沉降过滤排出,达到降低水质中磷的含量。
生成的磷酸盐会发生一些微小的反应,其产物具有凝结性,从而生成不溶性金属盐沉降下来,这就是聚合, 能使水中磷的浓度进一步降低。
4.结束语
利用化学的方法进行是从古代流传下来的, 处理的效果安全可靠,而且受温度的变化影响较小,所以在不同季节也能够正常进行,而且污泥在进行处理的过程中不会使磷再次流入我们的生活, 耐受性效果强。但其主要限制因素是用于药品的成本较高,运费成本高,污泥处理是搜要的附加费用高,使得污水除磷的进程受到了一定的限制因素,而且污泥的处理的难度较大。在除了着重减小磷的排放外, 还必须要加强除磷工艺方面的研究,降低工艺成本,找到合适的无毒催化剂, 力求打破这些不利的限制性因素, 是药品的使用费用和污泥的处理费用降低,为该工艺的发展创造有利的经济条件。
参考文献
[1]邱维、张智,城市污水化学除磷的探讨[J]重庆环境科学2002年4月
[2]王文超、张华、张欣,化学除磷在城市污水处理中的应用[J]水科学与工程技术2008年1月
[3]孟勇进、李旭峰,浅析化学除磷在城市污水处理中的应用[J]河北建筑工程学院学报2005年9月
作者简介:王翾(1987—),男,汉族,陕西省西安市人,中国矿业大学本科生(已毕业),陕西核工业集团综合分析测试中心职工,测试人员。研究方向:分析化学。
关键词:城市磷污染 污水处理 化学除磷 沉淀法
引言:生活中磷的滥用导致水体污染,水中生物受到威胁,人们的生活环境遭到破坏,除磷成为了一个重要的生产环节。
1.化学除磷运用的原理标准
水华的产生主要原因是因为藻类在水中的大量繁殖, 内部陆地的水质中, 水体的营养化的罪魁祸首就是水中磷的含量超标, 普遍观点也认为磷是水体富营养化的主要限制性因素.因此对控制磷的含量是解决该问题的关键操作。为防止富营养化, 污水处理企业需要有一个统一的标准, 该标准在国内外的发展越来越严格。根据我国《 污水综合排放标准》标准,一级规定能够排放的水中磷的含量要小于 0.5mg / L , 二级规定磷的含量要小于1. 0m g/ L 。所以污水处理厂必须使水中的含磷量达到标准。化学除磷的基本原理是使水中可溶性磷转化为不溶性物质, 再进行过滤出去。目前污水除磷的方法就是使磷的循环转换,使得废水中的磷转化为不可溶性的含磷元素的沉淀,或者使用细胞合成的方法原理,使细胞把磷元素物质吸收进细胞内。这两种方法分别是化学法除磷和生物法除磷。实际操作经验可知, 生物除4磷方法比化学除磷的程度要低,但较环保,只用生物除磷的方法难满足出水含磷量低于国家规定标准的排放要求。在污水处理厂实际操作中,常常是把两种方法結合起来。先用生物除磷的方法把水中一部分磷物质吸,再通过化学沉淀来改善。此外,由于我国城市污水当中碳氮的含量比较低, 国家《污水综合排放标准》规定磷、氮、碳的含量需要很低, 所以,对于浓度较高的污水中 , 使用生物除磷和除去氮方法是比较不错的选择, 但对于浓度较低的城市污水,生物除磷处理就很难满足处理标准,此时需要加入化学除磷的方法进行污水处理。
2.化学除磷所使用的方法
2.1第一前置沉淀工艺
其目的就是让化学药品加入在沉淀池中,或者把沉降药剂加入第一次沉淀池的进水渠道之中,也可以加入在回旋涡流之中,这个一般需要规定所产生涡流的设备和所提供的能量来满足混合在一起沉降的需求, 其所产生的不溶性物质在第一次沉淀池之中由于沉淀下来与水层分离。工业中常使用的沉淀试剂主要是石灰与金属类盐的药剂, 但二价铁除外, 因为二价铁有可能不会被彻底氧化而形成沉淀程度不够的物质。前置沉淀常常使用在现存在的超负担运行的城市污水处理厂使用, 使减小生物处理段的负担, 使得减少能源的消耗和生产过程中的污泥产量,并且还可以除去水中的有毒物质, 从而使得生物除磷过程中的微生物活性得到适当保护作用,其中同步沉析法是当前应用最为普遍的化学除磷的方法, 在欧洲等国家化学除磷在除磷工艺的应用占据比大约为一半,其所使用的方法就是把沉淀试剂加入曝气池中或者第二次过滤的沉淀池中, 有时也可以将药剂加入在曝气池的进水处当中。同步沉淀的方法除磷的程度高,不仅把绝大部分磷出去,而且能够使污水中的有机物降解分离, 增加了污泥产量.
2.2第二后置沉淀工艺
把沉淀药剂分别加入二次沉淀池后的独次凝固沉降、固液分离池的进水口。这样的处理过程中为了控制PH值的含量,所选用沉降试剂可以用Al、Fe3+、石灰水等, 二价铁盐不能够使用。后置沉淀法是除磷过程中最好的方法, 除磷率趋向于95%,能够使水质达到国家规定的一级标准。一般我们可以将后置沉淀的污泥和前段的污泥共同沉降,这样可以使污泥浓缩率提高,提高除磷的效率。也能把生物除磷不足之处填补, 提高工作效率。
2.3第三接触过滤工艺
接触和间接过滤之分,此方法一般不能单独性的完成除磷过程,一般需要和前置沉淀、同步沉淀或者后置沉淀的方法结合起来,使作为第二次除磷过程中的第二步,使磷的含量降到最低。第一个步骤除去磷后, 磷的含量一般达到国家规定的二级标准。这时加入适量的铝盐或铁盐,能够使水质的含磷更低,从而达到排放的标准。
3.化学除磷所选用试剂的原理
钙盐、铁盐和铝盐是化学除磷过程中最为常用的沉降药品。普遍是认为阳性离子和阴性离子的结合, 即使磷酸根离子与铝、铁、钙等金属阳离子的化学结合成为不溶性沉淀,
对于石灰而言,其主要反应就是使氢氧化钙和碳酸氢根离子的结合生成不溶性沉淀碳酸钙,另外它的副反应则是通过钙离子和磷酸根离子、氢氧根离子反应生成磷酸氢钙沉淀物,从而达到出去磷的效果,降低水质中含磷元素物质的含量。对于三氯化铁,其主反应:是氯化铁和磷酸根反应生成难溶物磷酸铁,其次再是氯化铁和碳酸氢钙反应生成氢氧化铁沉淀,此时生成大量的二氧化碳达到除碳的作用沉淀则过滤出去。对于铝盐,我们通常使用的为硫酸铝,主反应为硫酸铝和磷酸根离子反应生成硫酸铝沉淀 通过过滤排除,副反应为硫酸铝和碳酸氢根离子反应生成氢氧化铝沉淀,然后通过沉降过滤排出,达到降低水质中磷的含量。
生成的磷酸盐会发生一些微小的反应,其产物具有凝结性,从而生成不溶性金属盐沉降下来,这就是聚合, 能使水中磷的浓度进一步降低。
4.结束语
利用化学的方法进行是从古代流传下来的, 处理的效果安全可靠,而且受温度的变化影响较小,所以在不同季节也能够正常进行,而且污泥在进行处理的过程中不会使磷再次流入我们的生活, 耐受性效果强。但其主要限制因素是用于药品的成本较高,运费成本高,污泥处理是搜要的附加费用高,使得污水除磷的进程受到了一定的限制因素,而且污泥的处理的难度较大。在除了着重减小磷的排放外, 还必须要加强除磷工艺方面的研究,降低工艺成本,找到合适的无毒催化剂, 力求打破这些不利的限制性因素, 是药品的使用费用和污泥的处理费用降低,为该工艺的发展创造有利的经济条件。
参考文献
[1]邱维、张智,城市污水化学除磷的探讨[J]重庆环境科学2002年4月
[2]王文超、张华、张欣,化学除磷在城市污水处理中的应用[J]水科学与工程技术2008年1月
[3]孟勇进、李旭峰,浅析化学除磷在城市污水处理中的应用[J]河北建筑工程学院学报2005年9月
作者简介:王翾(1987—),男,汉族,陕西省西安市人,中国矿业大学本科生(已毕业),陕西核工业集团综合分析测试中心职工,测试人员。研究方向:分析化学。