化学除磷法是通过向含磷废水中投加化学药剂,使其与水中的磷酸盐反应生成难溶的磷酸盐沉淀,然后通过固液分离(如沉淀、过滤)去除磷的方法。这种方法因其操作简单、除磷效率高、运行稳定,被广泛应用于多种场景。以下是其主要的具体应用场景:
1. 城市污水处理厂
这是化学除磷法最主要的应用场景。
强化生物除磷(EBPR)的补充:在采用生物除磷的污水处理厂中,当进水水质波动或处理效果不达标时,化学除磷作为“后端保障”手段,确保出水总磷稳定达到排放标准(如《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002中的一级A标准,总磷≤0.5 mg/L)。
替代或强化传统除磷工艺:对于没有生物除磷设施或生物除磷效果不佳的老厂改造,化学除磷是一种快速有效的解决方案。
深度处理阶段:在二沉池之后的深度处理单元(如高效沉淀池、滤池前)投加药剂,进行精细除磷,满足更严格的排放要求或回用标准。
2. 工业废水处理
许多工业废水中含有高浓度的磷酸盐,化学除磷法是处理这些废水的有效手段。
食品与饮料工业:如屠宰场、乳品厂、饮料厂等,废水中含有来自原料清洗、设备冲洗的磷酸盐。
化肥与农药生产:生产过程中产生的废水中含有高浓度的无机磷酸盐。
金属表面处理(电镀、磷化):磷化工艺会产生大量含磷废水,磷酸盐浓度极高,化学沉淀是首选处理方法。
洗涤剂生产:虽然无磷洗涤剂推广,但部分生产过程仍会产生含磷废水。
电子与半导体制造:某些清洗和蚀刻工艺使用含磷化学品。
3. 农业与养殖废水
畜禽养殖废水:养殖过程中动物排泄物和冲洗水含有大量磷,是面源污染的重要来源。化学除磷可用于处理集中的养殖废水,减少对周边水体的富营养化风险。
水产养殖尾水:为防止水体富营养化,对排放的养殖尾水进行化学除磷处理。
4. 污泥脱水液/上清液处理
在污水处理厂,污泥在浓缩和脱水过程中会释放出富含磷的上清液(侧流),其磷浓度远高于进水。这部分高磷液体回流到主处理系统会增加负荷。化学除磷法(常与鸟粪石结晶法结合)被专门用于处理这部分侧流,高效回收磷并减轻系统负担。
5. 受污染水体的原位修复
湖泊、水库治理:向富营养化的水体中投加铁盐(如硫酸亚铁、聚合硫酸铁)或铝盐(如聚合氯化铝),使溶解性磷与之反应形成沉淀,固定底泥中的磷,减少内源释放,从而控制藻类爆发。这种方法需谨慎评估生态影响。
6. 分散式污水处理设施
小型社区、度假村、医院等:这些分散式设施处理规模小,可能不具备复杂的生物处理系统。化学除磷法因其设备简单、易于自动化控制,成为理想的除磷选择。
常用化学药剂
金属盐类:最常用的是铝盐(如硫酸铝、聚合氯化铝)、铁盐(如氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁)和钙盐(如石灰)。它们分别生成磷酸铝、磷酸铁和羟基磷灰石沉淀。
选择依据:根据废水的pH、碱度、共存离子、处理成本、污泥产量和后续处置要求来选择合适的药剂。
总结:化学除磷法因其高效、可靠和适应性强,已成为控制水体富营养化不可或缺的技术,广泛应用于从大型市政污水厂到特定工业废水、农业污染乃至自然水体修复的多种场景中。
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