面對水體富營養化問題,化學除磷是應用較廣的末端保障技術。市售除磷劑種類繁多,其核心成分決定了其作用機理與較佳應用場景。本文將系統梳理主流除磷劑,構建清晰的選型邏輯。
一、 鋁系除磷劑(以PAC、Al?(SO?)?為代表)
反應機理: Al³? + PO?³? → AlPO?↓ (pH較佳范圍:5.5-6.5)
特點: 形成的絮體密實,沉降性好。在協同去除濁度、色度方面有優勢。但過投有出水鋁很標風險,且在偏堿性條件下效率下降。
二、 鐵系除磷劑(以PFS、FeCl?為代表)
反應機理: Fe³? + PO?³? → FePO?↓ (pH較佳范圍:4.5-5.5;對Fe²?,需先氧化為Fe³?)
特點:
三價鐵: 反應速度快,形成的礬花比鋁系更重、更易沉,除磷效率高。適用pH范圍較鋁系更寬。但腐蝕性強,出水色度可能增加(顯黃色),且對設備腐蝕性大。
二價鐵: 成本較低,但需消耗水中溶解氧或額外投加氧化劑將其轉化為三價鐵方能生效,過程復雜,控制不當效果差。
三、 鈣系除磷劑(以Ca(OH)?、CaCl?為代表)
反應機理: 5Ca²? + 3PO?³? + OH? → Ca?(PO?)?OH↓ (羥基磷灰石,pH>10)
特點: 在高效除磷的同時,能大幅提高pH值,兼具殺菌、破乳效果。尤其適用于高濃度含磷廢水(如磷化廢水、畜禽廢水)的預處理。但會產生大量污泥,出水需回調pH,運行成本較高。
四、 復合型與專用型除磷劑
鐵鋁復合劑: 兼顧鐵鹽的沉降性和鋁鹽的絮體特性,適應更寬的pH范圍,抗沖擊負荷能力強。
納米復合材料: 如在PAC中負載鑭系元素,利用La³?與磷酸根很強的親和力(Ksp of LaPO?很低),實現很低濃度磷的深度去除(可達<0.05mg/L)。
選型邏輯框架:
目標出水磷濃度: 一級B至一級A標準,鋁/鐵鹽經濟有效;對于地表III類水等很低限值,需考慮鈣系或納米復合材料。
廢水本身pH與堿度: 高堿度廢水宜選用鐵鹽;低堿度且不愿調pH的系統可選鋁鹽。
綜合水質目標: 兼顧除濁、脫色選鋁鹽;強調沉降速度選鐵鹽;處理高磷廢水并需提高pH時選鈣鹽。
成本與污泥處置: 綜合考量藥劑費、調酸/堿費、污泥處理費的全成本。
沒有“”的除磷劑,只有“較適合”的選擇。深入理解各類藥劑的化學本質,并結合具體項目的技術經濟邊界條件,才能從龐大的“武器庫”中挑選出較精準、較經濟的除磷利器。
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