一、鋁鹽除磷劑
原理:鋁鹽除磷的原理一般認(rèn)為是當(dāng)鋁鹽分散于水體時(shí),一方面 Al離子與 磷酸根反應(yīng),另一方面,Al離子 首先水解生成單核絡(luò)合物Al(OH)2+、 Al(OH)2+及 AlO2ˉ等,單核絡(luò)合物通過(guò)碰撞進(jìn)一步縮合,進(jìn)而形成一系列多核絡(luò)合物Aln(OH)m(3n-m)+(n>1,m≤3n),這些鋁的多核絡(luò)合物往往具有較高的正電荷和比表面積,能迅速吸附水體中帶負(fù)電荷的雜質(zhì),中和膠體電荷,壓縮雙電層及降低膠體 ξ 電位,促進(jìn)了膠體和懸浮物等快速脫穩(wěn)、凝聚和沉淀,表現(xiàn)出良好的除磷效果。
常用鋁鹽有聚合氯化鋁和硫酸鋁,投加大量的藥劑之后,硫酸鋁有相對(duì)較好的除磷效果,但要使出水含磷量達(dá)到0.5mg/L,PAC和Al2(SO4)3的加藥量分別為1.35mg/L和6mg/L,從經(jīng)濟(jì)性方面看,聚合氯化鋁(PAC)相對(duì)更經(jīng)濟(jì)一些。
二、鐵鹽除磷劑
原理:溶于水中后,F(xiàn)e3+一方面與磷酸根生成難溶鹽,一方面通過(guò)溶解和吸水可發(fā)生強(qiáng)烈水解,并在水解的同時(shí)發(fā)生各種聚合反應(yīng),生成具有較長(zhǎng)線(xiàn)性結(jié)構(gòu)的多核羥基絡(luò)合物,如Fe2(OH)24+、Fe3(OH)45+、Fe5(OH)96+、Fe5(OH)87+、Fe5(OH)78+、Fe6(OH)126+、Fe7(OH)129+等。這些含鐵的羥基絡(luò)合物能有效降低或消除水體中膠體的 ξ 電位,通過(guò)電中和,吸附架橋及絮體的卷掃作用使膠體凝聚,再通過(guò)沉淀分離將磷去除。
目前常用鐵鹽有低分子無(wú)機(jī)鐵鹽(硫酸亞鐵,氯化鐵等)和高分子無(wú)機(jī)鐵鹽(聚合硫酸鐵、聚合硫酸氯鐵),
在絮凝劑投加量為1500 mg/L的情況下,氯化鐵和聚合硫酸鐵對(duì)總磷的去除率分別為92.12%和78.65%,氯化鐵的作用效果最佳,聚合硫酸鐵次之。
當(dāng)總磷濃度降到0.5mg/L以下,FeSO4和FeCl3的加藥量分別為7.5mg/L的Fe2+和9mg/L的Fe3+。但是通過(guò)沉淀觀(guān)察發(fā)現(xiàn),FeSO4・7H2O作混凝劑時(shí),水樣較渾濁,并沒(méi)有形成很明顯的絮狀沉淀,去除效果較差,也沒(méi)有出現(xiàn)FeCl3大量投加后出現(xiàn)的很明顯的固液分離界面,只是生成很細(xì)小的固體狀顆粒。原因是二價(jià)鐵離子與磷酸根反應(yīng)較差,氧化為三價(jià)鐵離子后,可望取得更好的除磷效果。
雖然從投藥量上看FeCl3・6H2O明顯多于FeSO4・7H2O,但前者析出物沉降性能更好,所以綜合來(lái)說(shuō)氯化鐵比硫酸亞鐵除磷效率更高!
三、鈣鹽除磷劑
原理:污水中的磷與石灰中的鈣產(chǎn)生反應(yīng)。形成[Ca5(OH)(PO4)3](羥磷灰石),其反應(yīng)式如下:5Ca2+4OH十3HPO4-Ca5(OH)(PO4)3十3H2O在堿性條件下羥磷灰石沉淀,從而去除了磷酸根。
鈣鹽除磷一般常用的有石灰和氯化鈣,通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加入無(wú)水氯化鈣之后,對(duì)原水中總磷的去除效果較差,故直接棄用無(wú)水氯化鈣。要使出水中總磷濃度降到0.5mg/L以下,需加入80mg/LCa2+。從去除效果看,Ca(OH)2的去除效果明顯好于CaCl2的去除效果,但是用Ca(OH)2除磷,加藥量很大。
四、總結(jié)
鋁鹽和鐵鹽的除磷效果明顯,絮凝物沉降性能好,但是鋁鹽因?yàn)樾枰^(guò)量投加除磷,會(huì)導(dǎo)致水中鋁離子過(guò)高,而鋁離子對(duì)人體毒性比較大,最常聽(tīng)說(shuō)的是會(huì)殺死神經(jīng)元,使人的記憶力減退或喪失,引發(fā)早老性癡呆癥等疾病。而鐵離子的過(guò)量會(huì)導(dǎo)致出水顏色變深,鐵離子對(duì)設(shè)備也會(huì)加速腐蝕!鈣鹽生成的Ca5(OH)(PO4)3沉淀性比較差,反應(yīng)要求在堿性條件下進(jìn)行,pH值偏高,且出水硬度大,但是石灰成本很低。
如果從成本、效果和操作復(fù)雜性綜合考慮,鐵鹽較鋁鹽,鈣鹽除磷效果更好,鐵鹽是最佳的除磷藥劑!
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