城市用水在一定程度上影響著人們的生活水平,因此對于污水處理方面必須格外慎重,傳統的活性污泥等生物方法雖然穩定可靠,并積累了多年的經驗,但其在除磷、除氮方面效果較差,很易造成水體富營養化,使水體溶解氧含量降低,造成水質下降。采用一些化學方法能夠輕松的解決這類問題,在城市污水處理過程中運用化學污水除磷劑就是一項很有效的方法,并且其現在已經得到廣泛的應用。
1化學除磷
1.1反應機理
為滿足國家排放水質的標準,在傳統污水排放的基礎上,采用化學除磷法對水質進一步的提高。化學除磷主要是利用化學除磷藥劑對城市污水進行處理。其反應機理是通過溶解和沉淀作用使污染物在水體中遷移轉化,通過在污水中投加一些無機金屬藥劑,如氯化鋁、硫酸鋁,使其與污水中溶解性的磷鹽發生氧化還原反應進而生成難溶解的沉淀化合物,再通過一些物理手段如過濾對這些難溶解的化合物進行處理,達到深度除磷的目的,同時其還能夠對城市水源水混凝除濁進行處理,使水中的磷含量達到飲用水的標準。
1.2化學除磷的優勢
化學除磷的方法與傳統污水處理的方法相比,不需要建立大型的水處理建筑物,也不需要改變污水處理的流程,只需要在污水中投放除磷藥劑。因此,這種方法具有操作簡單、經濟適用的優點,易得到廣泛的推廣和使用。2化學污水除磷劑在污水處理中的應用能否有效運用化學除磷法處理污水,主要是在對化學污水除磷劑的選擇使用上。在污水處理過程中,沉析過程以及凝聚過程在一定程度決定了除磷效率,同時其二者對于水體的PH值以及化學污水除磷劑有著嚴格的要求,因此必須多加注意。目前,在污水處理過程中使用的化學污水除磷劑主要有鋁鹽、鐵鹽、石灰石以及復合絮凝劑。
2.1鋁鹽
鋁鹽類化學污水除磷劑主要包括三種,硫酸鋁、氧化鋁以及聚合氯化鋁。硫酸鋁中有帶18個水的硫酸鋁,其分子式為Al2(SO4)3.18H2O,狀態為固體,在污水處理混凝沉淀的過程中主要發生如下水解反應:Al3++PO43——AlPO4,在PH為中性條件下,磷與所添加鋁的摩爾質量比為1:3,也就是說,每1mol的磷需要加3mol的鋁。同時,若污水呈堿性,在加入鋁鹽之前,應降低水體的pH值,以防鋁離子與污水中的氫氧根離子發生反應生成氫氧化鋁沉淀,而對除去污水中過量的磷沒有任何作用。此外,雖然污水含磷量與添加鋁鹽的量嚴格控制在標準范圍內,但經過鋁鹽除磷藥劑處理過的污水含鋁量很標的可能性還是存在的,如果未經檢測就排放,對水體的危害性很大,甚至會危害人的身體健康,必須在控制投入量的同時,在污水處理后,對水體質量進行監測。
2.2鐵鹽
鐵鹽類化學污水除磷劑包括二價鐵鹽與三價鐵鹽,二價鐵鹽中主要有硫酸亞鐵,三價鐵鹽中主要有氯化硫酸鐵和氯化鐵。在污水處理過程中鐵鹽水解生成三價鐵離子,三價鐵離子與三價的磷酸根發生反應生成磷酸鐵沉淀。運用鐵鹽污水除磷劑也需要嚴格控制水體的pH值,較佳的pH值為5.0,經大量實踐研究表明,每1mol的磷需要三價鐵離子1.5-3mol。鐵鹽化學污水除磷劑對于污水中過量的磷處理及其有效。對磷含量為2.5mg/L的二級水中,投入50—100mg/L的氯化鐵就可以達到百分之九十以上的去磷氯,因此,在污水處理過程中鐵鹽的實際應用與其它除磷試劑相比,應用更為廣泛。
2.3石灰石
石灰石就是鈣鹽,其在混凝沉淀中發生的主要反應為5Ca2++4OH-+3HPO42-——Ca5OH(PO4)3+3H2O,在這個過程中,為提高去磷的效率,需要將PH值控制在10.5-11.0以內,同時鈣鹽投入量與磷的重量比為2:1。在混凝沉淀過程中,其改善了沉淀池的沉淀效果,使清晰度得到了提高,除此之外,鈣鹽在沉析過程中也發揮著重要作用,但在沉折過程中,發揮主要作用的并不是鈣鹽,而是OH-離子,經探究發現,鈣的投入量與污水的堿量是成正相關的關系。隨著pH值的提高,磷酸鈣的溶解性降低,采用Ca(OH)2除磷對pH的要求較為嚴格,一旦pH很出8.5-10的范圍之內,就會發生Ca2++CO32-——CaCO3的反應,生成的碳酸鈣易造成沉淀池壁上結垢、阻塞曝氣管等的現象,因此,與鋁鹽、鐵鹽相比,其在城市污水處理過程中的應用較少
2.4復合絮凝劑
復合絮凝劑是將兩種或多種單組分絮凝劑通過某些化學反應,形成大分子量的共聚復合物。其與單一絮凝劑相比有顯著的優勢,是一種既經濟有簡單的水質處理方法,目前廣泛應用于工業用水、工業廢水以及生活污水的處理中。復合絮凝劑主要分為三種,無機-無機、無機-有機以及有機-有機復合絮凝劑。通過對無機絮凝劑進行詳細論述。無機復合絮凝劑主要是鋁鹽、鐵鹽及硅酸鹽的復合,或是一些大分子聚合物,如聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺絮凝劑是水溶性高分子聚合物,具有良好絮凝性,可以降低液體之間的摩擦阻力。在污水處理過程中,其主要作為助凝劑、絮凝劑、污泥處理劑。聚丙烯酰胺分子中含有大量的活性集團并且其分子鏈具有不規則和長的特點,因此在吸附沉積物時能凝聚成體積很大的絮凝物,使水體無論是從清澈度還是質量上都有所提高。此外,其沉降和過濾的速度都較為迅速,省時又省力。聚丙烯酰胺在污水處理過程中被簡稱為PAM工藝,其能達到快速處理污水的效果,因此有很好的發展空間。
3結束
綜上所述,化學污水除磷劑在污水處理過程中有很好的發展前景,就目前污水處理技術而言,應結合科技手段,發展創造出更多復合材料。同時,化學處理技術應與生物技術進行有機結合,使污水處理方式得到創新發展。
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