污水除磷方法解析：除磷剂的分类及应用

污水除磷方法解析：除磷剂的分类及应用

所有废水除磷方法都涉及两个必要的过程：首先，将可溶性磷（磷酸盐）物质转化为不溶性悬浮（颗粒）状态，然后通过固液分离将磷从废水中去除。

1、除磷剂的分类

除磷剂是将化学药剂投加到污水中，使水中的磷酸根离子生成不溶性盐类，形成絮凝体而后从水中分离出来，从而除去水中所含的磷。使处理后的水中磷含量降至限值以下。无需改变原水处理工艺，也无需增设大型水处理构筑物，操作简便、易行、经济实用，可取得显著的社会效益和经济效益。根据化学除磷的原理，除磷剂主要分为四类：

1、铝盐化学除磷剂

化学除磷工艺中采用铝盐作为药剂，常用的有三种，一种是硫酸铝，一种是氯化铝，一种是聚合氯化铝。在具体反应过程中，主要有两个反应过程，首先三价铝离子与磷酸盐发生反应生成沉淀，沉淀物为AlPO4。

其次，三价铝离子会发生水解反应，在这个过程中，会带正电荷，形成单核羟基配合物和多核羟基配合物，经过范德华力、净捕获等一系列作用，达到比较理想的沉淀效果，从而达到化学除磷的要求。在使用铝盐进行化学除磷的过程中，需要重点控制pH值，以达到理想的除磷效果，否则外排水中的铝盐就会超标。

2、铁盐化学除磷剂

铁盐除磷剂主要有硫酸亚铁、聚合氯化硫酸铁、三氯化铁、聚合氯化铁等。

铁盐除磷反应机理与铝盐相似，另外会同时发生强烈的水解和各种聚合反应，吸附水中的磷。Fe2+的除磷效果与pH有关，但关于Fe2+除磷的最佳pH存在争议：有人认为pH=8时，Fe2+除磷效果最好，但有研究表明pH=7.5-8.5时不易生成沉淀，从而降低了除磷效果。Fe2+除磷要求pH值较高，而环保污水处理厂pH值往往低于7.5。

另外Fe3(PO4)2在水中不如FePO4稳定，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+氧化为Fe3+，提高化学除磷的效率。铁盐与磷酸盐反应生成的沉淀比铝盐稳定，且具有沉降速度快的优点，因此在实际中得到广泛的应用，但它存在出水浊度和色度高，对出水pH影响大，运输和贮存麻烦，对设备腐蚀性大等缺点。同时，铁还是刺激藻类生长，造成湖水水华的重要因素，这些缺点限制了它的使用范围。

3、钙基除磷剂

当在含磷废水中加入氢氧化钙后，废水pH值上升，同时废水中的磷与钙发生反应，生成Ca5(OH)(PO4)3，反应式如下：

随着pH的升高，污水中Ca5(OH)(PO4)3的溶解度减小，为达到90%以上的磷去除率，需调节H为10.5～11范围，在此pH范围内，污水中磷含量可降至0.5mg/L以下。

由于要求pH值较高，对水生生物的正常生长有一定的影响，同时钙盐除磷剂还会造成池壁、渠道、管壁结垢，以及曝气管道堵塞等现象，因此在河道治理和城镇环境污水处理厂中很少采用钙盐除磷剂。

4、复合新型除磷剂

复合型新型除磷剂种类繁多，有聚合氯化铝铁（PAFC）、聚合氯化铝（PAC）、聚合氯化铁（PFC）、聚合硫酸铁（PFS）、聚合亚铁、聚合氯化硫酸铁（PFCS）、聚合硫酸铝铁（PAFCS）、聚合硫酸铝（PFAS）、改性硅藻土以及以上除磷剂与PAM、二氧化锰等的混合物。这些新型除磷剂基本都具有良好的电荷中和和吸附架桥作用，混凝性能好，絮凝体形成速度快，密度高质量大，沉降性能优良，沉降污泥脱水性能好，不产生二次污染，适用水体pH值范围广，去除效果强，药剂生产工艺简单，原料易得，生产成本低等特点。其中PAFC因综合了铝盐和铁盐的双重优点，具有化学反应速度快、形成的絮体大而重、沉淀速度快、过滤性好等优点，在环保污水处理厂中得到广泛的应用。

因此PAFC既能克服铝盐形成慢、絮体轻、沉淀慢的缺点，又能同时克服铁盐除磷出水浑浊、色度高的缺点。改性硅藻土是一种新型化学除磷剂，由硅藻土PAC和石灰组成，其中PAC和石灰能与PO43-发生反应，生成AlPO4、Ca5(PO4)3OH等沉淀物。同时硅藻土具有吸附、混凝、过滤和共沉淀的作用，能与水中的PO43-充分接触去除，因此除磷效果比较稳定，出水TP变化不大。

2、除磷剂使用方法

1. 剂量的确定

除磷剂的投加量根据原水中的磷含量、原水中磷的类型、设计出水磷含量（国家出水磷含量标准）、设计除磷效率（投加除磷剂后的磷含量）等因素确定，最终投加量需通过小试、中试确定，或根据类似项目经验确定，再通过中试验证，确保出水满足相关规范要求。

2.直接添加法

即将固体或粉末状除磷剂不经稀释直接投加到水体中。但采用这种方法有一定的局限性：第一，投加水体的pH值必须为酸性环境，第二，投加水体中必须有搅拌装置。否则，除磷效果十分有限，因为除磷剂与水体没有充分接触，不会充分与磷发生反应。因此，这种方法比较适合污水处理厂。

3.稀释后添加

将固体或粉末状除磷剂稀释到一定比例后直接投加到目标水体中，此方法适用范围较广，具体操作流程如下：

有以下几点需要注意：

1、用量：需经过科学计算和相关实验确定。

2.稀释时搅拌：充分搅拌。

3、加药点的选择：最好在水流湍急、河道狭窄的地方投加稀释剂。