除磷劑在廢水處理設(shè)備的應(yīng)用除磷劑在廢水處理設(shè)備的應(yīng)用

　目前，除磷技術(shù)正不斷改進(jìn)和發(fā)展，除磷劑的種類也越來越多。普遍使用的除磷方法大致分為4種，即化學(xué)法、結(jié)晶法、生物法和吸附法。其中化學(xué)法除磷是最早使用的除磷方法，只需投加藥劑即可使出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，但耗藥量大導(dǎo)致處理費(fèi)用普遍偏高，且產(chǎn)生大量的二次污泥，不利于后續(xù)處理;結(jié)晶法作為一種接觸脫磷法，其成本低、易于控制，但維護(hù)費(fèi)用高、易堵塞;生物法因其成本低、環(huán)境友好已被廣泛應(yīng)用于各污水處理項(xiàng)目上，但處理效果不穩(wěn)定，對(duì)水中有機(jī)物濃度依賴性很強(qiáng)。單一的生物處理技術(shù)不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，因此生物技術(shù)和化學(xué)技術(shù)的組合逐漸受到關(guān)注并推廣使用。但高效、穩(wěn)定、環(huán)境友好的除磷藥劑還較少，研究開發(fā)除磷效果好的微生菌種是關(guān)鍵。相比之下，吸附法除磷技術(shù)，選擇性高、性能穩(wěn)定、可脫附再生、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)階段除磷領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

　　1、除磷劑的種類及除磷機(jī)理

　　1.1 物理化學(xué)除磷劑

　　目前，常見的物理化學(xué)除磷劑主要包括鋁鹽、鐵鹽、鈣鹽這三類。其中，鋁鹽除磷劑主要有3種，即硫酸鋁(Al(2SO4)3)、氯化鋁(AlCl3)、聚合氯化鋁(PAC)。一般認(rèn)為其除磷機(jī)理主要包含金屬離子與磷酸根離子反應(yīng)去除可溶性磷和金屬離子水解后的絡(luò)合物對(duì)污水中的有機(jī)磷和難溶性磷起混凝作用兩個(gè)過程。為證實(shí)鋁鹽除磷劑是以吸附為主還是以化學(xué)反應(yīng)沉淀為主，呂貞等經(jīng)過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，該類藥劑除磷沉淀物中磷酸鋁占比比較小，含有大量吸附態(tài)的鋁鹽及氫氧化鋁，過程主要以吸附共沉淀為主。且通過采用生活污水作為處理對(duì)象進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)比這3種除磷劑發(fā)現(xiàn)，PAC用量較低，效果較好，出水穩(wěn)定，投加量為60mg/L時(shí)，即可達(dá)到預(yù)期的除磷效果。

　　市場(chǎng)上常用的鐵鹽除磷劑主要包括三氯化鐵(FeCl3·6H2O)、硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)、聚硫酸鐵(PFS)3種。其機(jī)理同鋁鹽的兩個(gè)過程類似，但并未文獻(xiàn)驗(yàn)證起主導(dǎo)作用的是混凝作用還是化學(xué)作用。FeCl3·6H2O很少單獨(dú)作為除磷劑用于污水的深度處理，可直接投加到生化系統(tǒng)中以提高除磷效率。朱亮等向SBR系統(tǒng)中投加了FeCl3·6H2O，平均除磷效率從76%提高到了90%，但它對(duì)微生物有一定的毒害作用。陳艷莉等發(fā)現(xiàn)在生化池中投加FeSO·47H2O能迅速提高除磷效果，但對(duì)活性污泥的性質(zhì)并無改觀作用。某環(huán)保公司采用FeSO4·7H2O和PFS針對(duì)低濃度含磷廢水的除磷效果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在相同投加量下，F(xiàn)eSO4·7H2O的去除率明顯高于PFS，因FeSO4·7H2O成本大大低于PFS，故當(dāng)TP濃度較低的情況下，可以實(shí)驗(yàn)確定FeSO·47H2O的處理效果。

　　鈣鹽一般指石灰(Ca(OH)2)和氯化鈣(CaCl2)兩種，價(jià)格低廉。其主要是直接向廢水中投加鈣鹽，通過生成鈣磷沉淀物去除廢水中的磷。而目前各研究人員對(duì)除磷過程中pH值的適宜條件還存在爭(zhēng)議。如：張顯忠等在處理某磷化廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)，pH值在10～11時(shí)，磷的去除率最好;同一濃度下，李長(zhǎng)江等則認(rèn)為pH值在8.5~9.5時(shí)除磷xiao果最佳。黎圣等為更好地選擇合適的pH值以提高鈣鹽除磷的效率，結(jié)合pH值及OH的作用，對(duì)除磷產(chǎn)物探索其控制機(jī)制，發(fā)現(xiàn)最佳pH值只與廢水的初始pH值及磷酸鹽濃度有關(guān)。

　　1.2 微生物菌劑

　　微生物菌劑的制備是根據(jù)微生物厭氧釋磷、好氧吸磷的生物除磷機(jī)理，選用目標(biāo)微生物(聚磷菌)經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)擴(kuò)繁后，復(fù)配生物酶、營(yíng)養(yǎng)劑和催化劑等物質(zhì)形成的活性菌劑，能有效降低廢水中磷的含量，并通過復(fù)配，效果比單純的生物處理工藝更佳。

　　隨著微生物菌劑的優(yōu)勢(shì)凸顯，各類微生物菌劑的研發(fā)和制備企業(yè)也逐年增加，使用量也逐年擴(kuò)大。如污水處理生物菌種，由酵母菌、乳酸菌、硝化菌、硫細(xì)菌、枯草芽孢桿菌等多種有益菌種組成;除磷專用菌劑，利用植物源枯草芽孢桿菌屬、高效功能菌、絮凝菌、短鏈脂肪酸SCFA、酶制劑等復(fù)合制備而成;碧沃豐誖除磷產(chǎn)品，由除磷菌、生物酶、營(yíng)養(yǎng)劑、催化劑等制備而成。與物理化學(xué)藥劑相比，雖然微生物菌劑具有持效期長(zhǎng)、污泥量少、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，但處理速率相對(duì)較慢，且一般需要先激活再投加。

　　1.3 新型復(fù)合除磷劑

　　新型復(fù)合除磷藥劑是在前兩類除磷藥劑的基礎(chǔ)上演變而來，在研究過程中發(fā)現(xiàn)，兩種或多種除磷藥劑的復(fù)合要比單一除磷劑的除磷效果更好，因此，新型除磷劑就應(yīng)用而生。前期研究主要針對(duì)鋁鹽、鐵鹽、鈣鹽和聚丙烯酰胺(PAM)等幾類除磷劑中的幾種除磷藥劑，通過某種攪拌的手段混合而成甚至先后投加。聶錦旭等制備了有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膨潤(rùn)土吸附劑用于含磷廢水的處理，除磷去除率達(dá)到了97.55%;張大群等將鎖磷劑和微生物菌劑復(fù)合技術(shù)處理富營(yíng)養(yǎng)化水體，除磷效果明顯并具有長(zhǎng)效性。隨著技術(shù)的改進(jìn)，復(fù)合除磷劑從簡(jiǎn)單的混合發(fā)展到了幾種藥劑的交聯(lián)、共沉淀、包埋等技術(shù)。如楊雪等采用共沉淀法制備了一種對(duì)磷具有很好吸附作用的新型鐵銅復(fù)合吸附劑，有良好的應(yīng)用前景。陳力等采用反向懸浮交聯(lián)法制備了質(zhì)子化殼聚糖/磁性復(fù)合材料，并揭示該材料的吸附過程主要表現(xiàn)為化學(xué)吸附。但此類新型復(fù)合除磷劑大多還處在實(shí)驗(yàn)階段，沒有得到廣泛推廣和應(yīng)用。

　　2、除磷劑在廢水中的應(yīng)用

　　在項(xiàng)目上，隨著環(huán)保政策越來越嚴(yán)格，單純的生物除磷工藝很難使出水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn);而單純的化學(xué)除磷工藝又會(huì)加大成本，增加二次污染;為了在提高處理效率的同時(shí)不加大成本，故采用“生物+化學(xué)"組合除磷工藝。朱學(xué)紅等結(jié)合某城鎮(zhèn)污水處理廠在氧化溝工藝的基礎(chǔ)上加入化學(xué)藥劑PFS后，出水穩(wěn)定，TP≤0.25mg/L。謝經(jīng)良等考察了FeCl3·6H2O處理AB工藝的出水，投加量75×10^-6時(shí)，出水穩(wěn)定，TP<0.5mg/L。而趙輝等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)投加順序會(huì)影響除磷效果，利用PAC去除污水中的磷，除磷劑同一濃度通過兩次投加方式的除磷效果明顯好于一次投加，出水TP<0.5mg/L。目前，各類污水處理項(xiàng)目在除磷過程中，均會(huì)采用化學(xué)除磷來加強(qiáng)生物處理的處理效果，以達(dá)到相對(duì)應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　3、結(jié)論

　　由于各類除磷藥劑自身都存在一定的缺陷，從而推動(dòng)了他們向新型高效的多功能脫氮除磷藥劑方向發(fā)展。通過“優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)"原則，開發(fā)新型高效的多功能脫氮除磷藥劑，研究其在水環(huán)境中的耦合作用機(jī)制，避免出現(xiàn)藥劑的屏蔽遮掩作用，可更有效地解決水污染問題。因此，為了嚴(yán)格控制水體的含磷總量，滿足市場(chǎng)需求，研發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效的多功能脫氮除磷藥劑具有巨大的市場(chǎng)需求，這不僅能全面提高企業(yè)在環(huán)境水污染治理的水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而且必將極大地推進(jìn)我國(guó)重點(diǎn)湖泊、重要水庫及近岸海域匯水區(qū)域等敏感地區(qū)的富營(yíng)養(yǎng)化治理工作進(jìn)程，具有重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境生態(tài)效益，發(fā)展應(yīng)用前景很大。