摘要：隨著我國(guó)相關(guān)建設(shè)不斷加強(qiáng)，資源被過(guò)度開(kāi)采和利用，在資源利用過(guò)程中產(chǎn)生了很多問(wèn)題，目前的污染問(wèn)題就是其中之一。由于磷的不正常使用和排放，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化以及赤潮等生態(tài)問(wèn)題突出。文章結(jié)合工作實(shí)際分析了城市污水的化學(xué)除磷方法、磷回收技術(shù)，為城市污水處理以及磷處理提供了理論指導(dǎo)，以期促進(jìn)城市建設(shè)和環(huán)境建設(shè)。

關(guān)鍵詞：城市污水；化學(xué)除磷；磷回收技術(shù)；資源利用；環(huán)境污染；水體富營(yíng)養(yǎng)化 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文章編號(hào)：1009-2374（2016）09-0080-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.038

磷礦作為一種重要的礦物質(zhì)元素，一直以來(lái)受到人們廣泛關(guān)注，但是隨著社會(huì)發(fā)展以及建設(shè)的需要，人們對(duì)于磷礦的需求量也越來(lái)越大，長(zhǎng)期的過(guò)度開(kāi)采和利用，導(dǎo)致磷礦的儲(chǔ)存量逐年減少。但是由于磷物質(zhì)的不合理使用和排放也導(dǎo)致了一系列環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生。一般水體中的磷主要來(lái)自于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及洗滌劑的廢液等，城市污水也是磷的一個(gè)重要來(lái)源。城市污水中含有大量的磷元素，長(zhǎng)期排放會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，尤其在部分沿海地區(qū)還直接導(dǎo)致赤潮等問(wèn)題的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境，磷過(guò)度使用和不回收最終導(dǎo)致磷進(jìn)入大海，而導(dǎo)致磷資源匱乏的問(wèn)題。目前我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)建設(shè)，控制磷的使用，并研究磷回收技術(shù)等。自2006年1月1日我國(guó)頒布《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）要求磷排放量要控制在0.5mg/L以來(lái)，大量的相關(guān)技術(shù)開(kāi)始產(chǎn)生，包括生物除磷技術(shù)、化學(xué)除磷技術(shù)等。生物除磷方法具有一定的局限性，所以在當(dāng)前除磷技術(shù)的使用中往往生物結(jié)合化學(xué)除磷的方法或者是運(yùn)用化學(xué)除磷技術(shù)，以求達(dá)到最好的除磷效果。

1 化學(xué)除磷技術(shù)簡(jiǎn)介

化學(xué)除磷技術(shù)指的是利用化學(xué)方法除去水中磷元素的方法。一般化學(xué)除磷是向污水中加入化學(xué)物質(zhì)，例如無(wú)機(jī)金屬鹽藥劑等（原理：無(wú)機(jī)金屬鹽和水中的磷酸鹽反應(yīng)生成相應(yīng)的非溶解性物質(zhì)或者是顆粒狀物質(zhì)）。通過(guò)選擇合適的化學(xué)藥劑，可以對(duì)污水進(jìn)行一定處理，使得污水進(jìn)行沉析現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)發(fā)生化學(xué)絮凝現(xiàn)象，最終能夠在化學(xué)作用下形成絮凝體，絮凝體是通過(guò)細(xì)小的非溶解狀的固體物質(zhì)相互黏結(jié)形成的，然后經(jīng)過(guò)相關(guān)操作也可最終除去污水中的磷。

在進(jìn)行化學(xué)除磷的過(guò)程中，應(yīng)該注意選擇合適的無(wú)機(jī)金屬鹽藥劑，一般選用高價(jià)的金屬鹽離子，另外常用的還有氫氧化物、聚合氯化鋁等物質(zhì)。綜合考慮各方面因素，例如造價(jià)、環(huán)境污染和工藝流程操作等多方面的因素，一般選用的高價(jià)金屬離子，主要是鐵鹽和鋁鹽，例如Fe3+鹽、Fe2+鹽和Al3+鹽。除了合適的無(wú)機(jī)金屬鹽之外，還要添加必要的氫氧化物，一般常用氫氧化鈣和氫氧化鎂，最終能夠形成不溶物，例如碳酸鈣、鳥(niǎo)糞石（MgNH4PO4·6H2O）等。

2 化學(xué)除磷工藝簡(jiǎn)介

在長(zhǎng)期發(fā)展中出現(xiàn)了不同的除磷的工藝流程和方法，本文主要以化學(xué)藥劑為基礎(chǔ)進(jìn)行研究。根據(jù)化學(xué)藥劑投放地點(diǎn)的不同，一般可以把工藝流程分為三部分：一是前置除磷；二是同步除磷；三是后置除磷。下面就這三部分進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：

2.1 前置除磷工藝流程簡(jiǎn)介

前置除磷工藝是在生產(chǎn)除磷工藝的前端投放化學(xué)試劑，并采取相應(yīng)的除磷措施，一般現(xiàn)有的污水處理廠(chǎng)往往采用這一除磷技術(shù)。這一工藝流程和同步以及后置相比具有一定優(yōu)越性，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)除磷的要求，而且能夠減少后續(xù)的相關(guān)操作，更加簡(jiǎn)便，除此之外，通過(guò)該工藝流程可以很好地進(jìn)行磷酸鹽的回收。

作為某些除磷中必不可少的一項(xiàng)操作，前置除磷要求把剩余磷酸鹽含量控制在1.5～2.5mg/L之間，只有達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)，才能夠進(jìn)行下一步的相關(guān)操作。在該工藝流程中，一般直接向其中的沉砂池、初沉池的文丘里渠內(nèi)加入相應(yīng)的化學(xué)藥劑，然后會(huì)直接生成相應(yīng)的絮凝物或者是沉淀物，進(jìn)行初淀池的過(guò)濾，經(jīng)過(guò)過(guò)濾之后進(jìn)行分離，完成相應(yīng)操作。

2.2 同步除磷工藝簡(jiǎn)介

與前置除磷和后置除磷相比，同步除磷具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，也成為目前應(yīng)用最廣泛的一種除磷手段。同步除磷是在曝氣池出水和二沉池進(jìn)水中進(jìn)行化學(xué)藥劑的投放，在這一過(guò)程中投放試劑生成相應(yīng)沉淀物和絮凝物，并進(jìn)行相應(yīng)過(guò)濾和后續(xù)操作。在當(dāng)前的實(shí)際操作中，一般是在活性污泥法工藝中使用同步除磷的方法。

2.3 后置除磷工藝簡(jiǎn)介

后置除磷又經(jīng)常被稱(chēng)作是二段法除磷工藝，該工藝流程是在相應(yīng)分離設(shè)施中將絮凝物、沉析物、生物處理相分離操作，最終能夠使得污水處理達(dá)到相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，得到具有較高水質(zhì)的回收水。后置除磷工藝中是在混合池中投放化學(xué)試劑的，并且反應(yīng)之后進(jìn)行絮凝以及沉淀，并配備相應(yīng)裝置，從而最終達(dá)到除磷的目的。

3 城市污水磷回收工藝簡(jiǎn)介

3.1 城市污水磷回收工藝概述

在城市污水中磷的含量較低，這樣也給磷回收帶來(lái)了極大的困難，大大提高了其成本，而且也存在一定的技術(shù)瓶頸。為節(jié)約成本，降低技術(shù)難度，目前主要的磷回收技術(shù)是把污水中的磷進(jìn)行相應(yīng)處理，然后聚集到活性污泥中，之后通過(guò)對(duì)污泥的處理實(shí)現(xiàn)磷回收。

一般在磷回收中采取前置磷回收的處理方法。首先對(duì)污泥進(jìn)行濃縮以及脫水處理，處理之后返回污水處理廠(chǎng)的進(jìn)水端進(jìn)行下一步處理，但是由于污泥和污水存在一定差別，不僅進(jìn)水量小，而且相應(yīng)的磷酸鹽含量極高，這樣就大大增加了生化反應(yīng)區(qū)的磷負(fù)荷。為解決這一問(wèn)題，會(huì)直接對(duì)污泥進(jìn)行單獨(dú)處理，進(jìn)行化學(xué)除磷之后再返回生化池。經(jīng)過(guò)一系列處理之后，磷含量會(huì)急劇增加，這樣最終形成的是鳥(niǎo)糞石沉淀，之后進(jìn)行鳥(niǎo)糞石沉淀的回收。某些工藝流程中也可能會(huì)回收磷酸鈣以及某些磷酸鹽等，不過(guò)以鳥(niǎo)糞石的回收居多。

鳥(niǎo)糞石（MgNH4PO4·6H2O）作為一種不溶物，極難溶于水，是一種白色晶體?；厥罩蟮镍B(niǎo)糞石可以直接作為緩慢釋放肥料生產(chǎn)的材料，但是由于其中雜質(zhì)較多，不能夠作為磷酸鹽被進(jìn)行工業(yè)加工。碳酸鈣在兩方面都可以進(jìn)行加工使用，既可以作為工業(yè)原料，又可以作為緩釋肥的原材料。以磷酸鐵、磷酸鋁為代表的某些磷酸鹽不能夠作為工業(yè)生產(chǎn)的原料，也不能作為緩釋肥的原料，具有一定局限性。因此，在實(shí)際的磷回收過(guò)程和工藝中，一般以鳥(niǎo)糞石以及磷酸鈣的形式進(jìn)行回收。

3.2 城市污水磷回收實(shí)例

這里以我國(guó)某污水處理廠(chǎng)為例進(jìn)行介紹。該污水處理廠(chǎng)一共配備有3套污水處理裝置，該裝置的主要回收方式是以鳥(niǎo)糞石的形式進(jìn)行回收。在生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)污泥消化液進(jìn)行投料，一般以1∶1的比例進(jìn)行Mg（OH）2與NaOH進(jìn)行投料，營(yíng)造堿性環(huán)境，反應(yīng)之后可以沉淀結(jié)晶形成鳥(niǎo)糞石小顆粒。該回收裝置的磷回收效率達(dá)到90%，具有較好的回收效果。

3.3 城市污水磷回收當(dāng)前存在問(wèn)題

在進(jìn)行磷回收過(guò)程中往往需要投入某些物質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)操作，一般會(huì)利用MgCl2或MgO等，這樣就無(wú)形中增加了磷回收的成本，同時(shí)也會(huì)造成Mg的一定損失。

如果以磷酸鈣的形式進(jìn)行磷回收，還存在一個(gè)問(wèn)題就是磷酸鈣鹽的溶度積比較低，如果利用這種方式就需要大量的鈣鹽，無(wú)形中增加了生產(chǎn)的成本。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著生產(chǎn)、生活的迅速發(fā)展，城市污水以及污水中磷含量過(guò)高問(wèn)題也越來(lái)越突出，由于磷含量過(guò)高也對(duì)環(huán)境造成了極大的破壞，相關(guān)研究也不斷增加，希望能夠?qū)ふ铱茖W(xué)、有效、低成本的除磷工藝以及回收磷技術(shù)。通過(guò)合理的處理能夠有效回收磷，減少磷損失，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)磷的高效利用，但是目前仍然存在問(wèn)題，亟待每一位工作者進(jìn)行研究和探索。

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作者簡(jiǎn)介：王偉國(guó)（1982-），男，湖南邵陽(yáng)人，廣州市凈水有限公司助理工程師，碩士，研究方向：污水廠(chǎng)運(yùn)行管理。

（責(zé)任編輯：王 波）