摘要：隨著我國相關建設不斷加強，資源被過度開采和利用，在資源利用過程中產(chǎn)生了很多問題，目前的污染問題就是其中之一。由于磷的不正常使用和排放，導致水體富營養(yǎng)化以及赤潮等生態(tài)問題突出。文章結合工作實際分析了城市污水的化學除磷方法、磷回收技術，為城市污水處理以及磷處理提供了理論指導，以期促進城市建設和環(huán)境建設。

關鍵詞：城市污水；化學除磷；磷回收技術；資源利用；環(huán)境污染；水體富營養(yǎng)化 文獻標識碼：A

中圖分類號：X703 文章編號：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元素，一直以來受到人們廣泛關注，但是隨著社會發(fā)展以及建設的需要，人們對于磷礦的需求量也越來越大，長期的過度開采和利用，導致磷礦的儲存量逐年減少。但是由于磷物質的不合理使用和排放也導致了一系列環(huán)境問題的產(chǎn)生。一般水體中的磷主要來自于農業(yè)生產(chǎn)以及洗滌劑的廢液等，城市污水也是磷的一個重要來源。城市污水中含有大量的磷元素，長期排放會導致水體富營養(yǎng)化，尤其在部分沿海地區(qū)還直接導致赤潮等問題的產(chǎn)生，嚴重影響了生態(tài)環(huán)境，磷過度使用和不回收最終導致磷進入大海，而導致磷資源匱乏的問題。目前我國已經(jīng)開始進行相關建設，控制磷的使用，并研究磷回收技術等。自2006年1月1日我國頒布《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）要求磷排放量要控制在0.5mg/L以來，大量的相關技術開始產(chǎn)生，包括生物除磷技術、化學除磷技術等。生物除磷方法具有一定的局限性，所以在當前除磷技術的使用中往往生物結合化學除磷的方法或者是運用化學除磷技術，以求達到最好的除磷效果。

1 化學除磷技術簡介

化學除磷技術指的是利用化學方法除去水中磷元素的方法。一般化學除磷是向污水中加入化學物質，例如無機金屬鹽藥劑等（原理：無機金屬鹽和水中的磷酸鹽反應生成相應的非溶解性物質或者是顆粒狀物質）。通過選擇合適的化學藥劑，可以對污水進行一定處理，使得污水進行沉析現(xiàn)象，同時也會發(fā)生化學絮凝現(xiàn)象，最終能夠在化學作用下形成絮凝體，絮凝體是通過細小的非溶解狀的固體物質相互黏結形成的，然后經(jīng)過相關操作也可最終除去污水中的磷。

在進行化學除磷的過程中，應該注意選擇合適的無機金屬鹽藥劑，一般選用高價的金屬鹽離子，另外常用的還有氫氧化物、聚合氯化鋁等物質。綜合考慮各方面因素，例如造價、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。除了合適的無機金屬鹽之外，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、鳥糞石（MgNH4PO4·6H2O）等。

2 化學除磷工藝簡介

在長期發(fā)展中出現(xiàn)了不同的除磷的工藝流程和方法，本文主要以化學藥劑為基礎進行研究。根據(jù)化學藥劑投放地點的不同，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。下面就這三部分進行簡單介紹：

2.1 前置除磷工藝流程簡介

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

作為某些除磷中必不可少的一項操作，前置除磷要求把剩余磷酸鹽含量控制在1.5～2.5mg/L之間，只有達到相應的質量指標，才能夠進行下一步的相關操作。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加入相應的化學藥劑，然后會直接生成相應的絮凝物或者是沉淀物，進行初淀池的過濾，經(jīng)過過濾之后進行分離，完成相應操作。

2.2 同步除磷工藝簡介

與前置除磷和后置除磷相比，同步除磷具有獨特的優(yōu)勢，也成為目前應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水中進行化學藥劑的投放，在這一過程中投放試劑生成相應沉淀物和絮凝物，并進行相應過濾和后續(xù)操作。在當前的實際操作中，一般是在活性污泥法工藝中使用同步除磷的方法。

2.3 后置除磷工藝簡介

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

3 城市污水磷回收工藝簡介

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了極大的困難，大大提高了其成本，而且也存在一定的技術瓶頸。為節(jié)約成本，降低技術難度，目前主要的磷回收技術是把污水中的磷進行相應處理，然后聚集到活性污泥中，之后通過對污泥的處理實現(xiàn)磷回收。

一般在磷回收中采取前置磷回收的處理方法。首先對污泥進行濃縮以及脫水處理，處理之后返回污水處理廠的進水端進行下一步處理，但是由于污泥和污水存在一定差別，不僅進水量小，而且相應的磷酸鹽含量極高，這樣就大大增加了生化反應區(qū)的磷負荷。為解決這一問題，會直接對污泥進行單獨處理，進行化學除磷之后再返回生化池。經(jīng)過一系列處理之后，磷含量會急劇增加，這樣最終形成的是鳥糞石沉淀，之后進行鳥糞石沉淀的回收。某些工藝流程中也可能會回收磷酸鈣以及某些磷酸鹽等，不過以鳥糞石的回收居多。

鳥糞石（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，但是由于其中雜質較多，不能夠作為磷酸鹽被進行工業(yè)加工。碳酸鈣在兩方面都可以進行加工使用，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，在實際的磷回收過程和工藝中，一般以鳥糞石以及磷酸鈣的形式進行回收。

3.2 城市污水磷回收實例

這里以我國某污水處理廠為例進行介紹。該污水處理廠一共配備有3套污水處理裝置，該裝置的主要回收方式是以鳥糞石的形式進行回收。在生產(chǎn)過程中，需要對污泥消化液進行投料，一般以1∶1的比例進行Mg（OH）2與NaOH進行投料，營造堿性環(huán)境，反應之后可以沉淀結晶形成鳥糞石小顆粒。該回收裝置的磷回收效率達到90%，具有較好的回收效果。

3.3 城市污水磷回收當前存在問題

在進行磷回收過程中往往需要投入某些物質進行相應操作，一般會利用MgCl2或MgO等，這樣就無形中增加了磷回收的成本，同時也會造成Mg的一定損失。

如果以磷酸鈣的形式進行磷回收，還存在一個問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，無形中增加了生產(chǎn)的成本。

4 結語

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高問題也越來越突出，由于磷含量過高也對環(huán)境造成了極大的破壞，相關研究也不斷增加，希望能夠尋找科學、有效、低成本的除磷工藝以及回收磷技術。通過合理的處理能夠有效回收磷，減少磷損失，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)磷的高效利用，但是目前仍然存在問題，亟待每一位工作者進行研究和探索。

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作者簡介：王偉國（1982-），男，湖南邵陽人，廣州市凈水有限公司助理工程師，碩士，研究方向：污水廠運行管理。

（責任編輯：王 波）