1除磷药剂介绍与比较

山东东楷环保科技有限公司地址：山东省诸城市繁荣路81号电话：[phone]邮箱:[e-mail]第1页山东东楷环保科技有限公司除磷药剂介绍与比较山东东楷环保科技有限公司地址：山东省诸城市繁荣路81号电话：[phone]邮箱:[e-mail]第2页目前生活污水处理厂化学除磷段常采用的除磷药剂有：传统药剂如硫酸铝、聚合氯化铝等；以废酸为原料生产的药剂如三氯化铁等；新型除磷剂如长隆除磷剂。这些药剂都可以在降低生活污水中总磷含量的同时，对水体的色度、COD、SS等有一定的去除效果，但实际使用上这些药剂在使用效果、人员和设备安全性、法律风险等方面存在差异，接下来我们对这三类除磷药剂进行分析和比较。1传统除磷药剂硫酸铝是最早用于生活污水除磷的化学药剂，其在水溶液中通过水解产生水合离子[Al（H2O）]3+并发生羧基侨联而生成多核羧基络合物，对水体中的磷酸盐进行吸附共沉淀的方式除磷。但铝离子的水解行为受pH值影响较大，其适应的pH值范围窄，常常水解不彻底；并且与磷酸盐形成的沉淀物溶解度大，稳定性差，影响除磷效果。随着近些年来更高效率的除磷药剂的出现，硫酸铝已逐步被取代。硫酸铝是采用含铝矿石为原料生产的，目前含铝矿石已接近枯竭，受原材料价格和运输成本的上涨，导致硫酸铝成本相应升高。如果采用铝型材厂含铝废渣生产，虽可以降低原料成本，但存在两个问题：①其废渣主要来自铝型材厂抛光工艺段，含有大量的重金属等有毒有害物质，同时由于高端铝型材需要使用磷酸进行表面磷化处理，造成含铝废渣中含有大量的络合态磷（基本上在500ppm-2000ppm之间），最终残留在硫酸铝成品中，由此引入磷污染，影响除磷效果。②会导致产品中重金属铬、镍的含量严重超过《HG2227-2004水处理剂硫酸铝》中限值要求，并且存在着危险山东东楷环保科技有限公司地址：山东省诸城市繁荣路81号电话：[phone]邮箱:[e-mail]第3页废物转移的法律风险，安全性极低。2长隆除磷剂CLGX系列“除磷剂”是由长隆科技自主研发的系列产品，适用于不同地区、不同工艺的生活污水除磷。采用专利技术合成的含有阳离子有机高分子和无机高分子絮凝剂，由于其正电荷密度高，分子量大，具有极强的吸附电中和能力和网捕卷扫作用；其含有Fe3+，Al3+，Fe2+，Ca2+，Mg2+，Si2+，聚磷酸根等离子的无机高分子，它们形成羟基化更高的絮凝体，与废水中残留的活性基团结合形成了难溶复合体，并在无机胶体和有机聚合物之间进行架桥，形成复合胶体网链并产生粘结、吸附和卷扫等聚沉分离作用。具有特殊架桥作用和专属吸附作用。对于废水中的TP、SS等污染物有非常好的混凝吸附作用，大大的提高了处理效果。3除磷药剂的比较3.1废酸为原料制备的药剂以废酸制备的除磷剂（三氯化铁）采用钢铁酸洗废液、热镀锌酸洗废液等做为原料生产的，其废液主要来自钢材表面处理工艺段，含有大量的重金属如铬、镍、锌、铅等有毒有害物质，经检测三氯化铁中镉含量为0.00162%、铬含量为0.00568%、铅含量为0.00134%，以上重金属含量均远远超出《Q/CL001-2017污水处理剂除磷剂》中所规定的限值，其中镉含量超标16倍、铬含量超标11倍、铅含量超标3倍。另外钢材、镀锌管表面酸洗采用大量的盐酸进行处理，盐酸中的氯离子是三氯化铁中氯离子山东东楷环保科技有限公司地址：山东省诸城市繁荣路81号电话：[phone]邮箱:[e-mail]第4页的主要来源，经检测三氯化铁中氯离子质量分数高达27%以上。3.1.1对微生物影响长期使用三氯化铁将对生化系统产生严重危害。经检测，三氯化铁中含有大量的氯离子，氯离子所占质量比高达27%。研究表明，当废水中氯离子浓度大幅度突变时，污泥的碳化性能和硝化性能会受到严重影响。氯离子改变污泥中微生物的组成，破坏了微生物的细胞膜和菌体内的酶，致使活性污泥中的细菌严重脱水，其对污水中有机物降解和硝化过程的影响可以从活性污泥系统中微生物性质变化中证实。根据活性污泥镜检结果，在低浓度氯离子情况下，污泥中生物相比较丰富，菌胶团、原生动物种类繁多，活性污泥颗粒大，菌胶团呈封闭状。随着来水氯离子浓度升高，原生动物逐渐消失，而菌胶团变得更为密实，此时絮体变得细小且异常紧密。污水中有机物的降解主要靠污水中大量微生物的共同作用完成，氯离子增加导致活性污泥中微生物数量减少，活性降低，从而导致生化系统处理效率下降。另外，三氯化铁含有多种重金属离子，易导致微生物中毒。金属离子对微生物的影响，主要是对微生物细胞中有关酶的合成产生抑制作用，进而导致降解或代谢反应链瘫痪，最终导致细胞死亡。重金属是破坏活性污泥系统的主要元素之一。低浓度情况下其对微生物有明显的抑制作用，降低生化系统对污水中COD、氨氮等污染因子的去除率；严重时会引起污泥中毒，甚至导致生化系统崩溃。3.1.2对设备、管道的影响由于氯离子半径小、穿透能力强故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙山东东楷环保科技有限公司地址：山东省诸城市繁荣路81号电话：[phone]邮箱:[e-mail]第5页到达金属表面并与金属相互作用，形成了可溶性化合物使氧化膜的结构发生变化金属产生腐蚀。三氯化铁中含有大量氯离子，其质量分数高达27%，一旦使用会导致药铁制品类储药罐和加药管道快速腐蚀穿孔，长期使用将导致水处理设备的腐蚀加速，缩短其使用寿命。氯离子进入污泥后，会导致污泥在焚烧过程中对设备的腐蚀，以及强致癌物二噁英的产生，对环境危害极大。实践证明，三氯化铁可将304、316材质不锈钢设备和管道快速腐蚀，极大降低了设备的使用寿命，也严重影响了生活污水处理厂的正常生产运行。3.1.3对环境的影响重金属无法被微生物降解，药剂中带入的重金属将被富集在动植物中，并最终通过食物链向人体转移，严重危害人类健康。如1931年发生在日本神通川沿岸一些地区的“痛痛病”，是因为重金属镉进入人体内，导致骨骼中的钙大量流失，使病人骨质疏松、关节疼痛等症状，此病影响当地居民长达数十年，并造成2000多人死亡。又如1956年发生在日本熊本县水俣湾的“水俣病”，因水体中重金属汞超标，导致4万多人死亡。3.1.4法律风险依据2016年11月7日最高人民法院、最高人民检察院审议通过的《关于办理环境污染刑事案件适用法律若干问题的解释》（“两高”司法解释），使用以危险废弃物为原料生产的产品，同样要承担相应的刑事责任。3.2长隆除磷剂除磷剂的研发生产，主要是专门针对解决工业除磷和生活污水除磷这山东东楷环保科技有限公司地址：山东省诸城市繁荣路81号电话：[phone]邮箱:[e-mail]第6页一专业领域而开发的。采用正规厂家的合格化工产品为原料，重金属、氯离子、磷等有毒有害物质均符合环保型药剂的标准，产品采用国家专利技术生产，安全可靠。除磷剂是一种高价态的大分子化合物。由于含有羟基化合物等高价多核多链聚合物，且水解产生的胶体电荷高，其压缩双电层，电中和吸附的能力更强，与水体中的磷酸根结合更完全，具有更优良絮凝性能和除磷效果。有实验证明，除磷剂较三氯化铁的除磷效果更佳。3.3产品比较从两种产品的生产工艺，生产原料选择、对环境影响及法律风险等方面综合分析，除磷剂决了三氯化铁在生物安全、设备安全、法律安全等级不高的问题，可让用户放心使用。附表：三氯化铁与除磷剂对比分析表指标三氯化铁除磷剂备注除磷当量以去除1公斤PO43-所需要除磷剂的公斤数计算16.415.6该值代表去除1公斤PO43-所需要除磷剂的理论加药量氯含量氯元素在药剂所有成分中所占的质量比27%小于0.1%氯不能通过化学沉淀或氧化去除，会残留于水体中，若回流水或压泥污水进入生化池，则会抑制微生物活性，降低生化系统对污染物的去除率引入COD含量1000ppm加药量引入COD含量增加1.5mg/L不引入若药剂本身含有COD，则加药量越大，带入的COD含量越高重金属镉（Cd）的质量分数/％0.001620.0000246重金属在进入环境或生山东东楷环保科技有限公司地址：山东省诸城市繁荣路81号电话：[phone]邮箱:[e-mail]第7页态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害汞（Hg）的质量分数/％未检出未检出铬（Cr）的质量分数/％0.005680.00012镍（Ni）的质量分数/％0.01820.00167锌（Zn）的质量分数/％0.04740.0035砷（As）的质量分数/％未检出未检出铅（Pb）的质量分数/％0.00134未检出酸度1%水溶液pH值2.062.52pH值越低所消耗的碱越大，1000ppm三氯化铁回调用碱量要高于除磷剂20%~25%；另外酸度太大，加入水体中容易产生气泡，导致沉淀池污泥上浮，最终出水悬浮物超标腐蚀率应力腐蚀不锈钢在高于25ppm氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀失效所占的比例高达45%左右。除磷剂对应力腐蚀失效所占比例低于10%腐蚀率越高，则药剂的储存投加设备使用寿命越短，并且腐蚀率对混泥土构筑物的腐蚀性也越大4除磷剂准入标准4.1除磷剂各项指标名称指标除磷剂1.除磷当量(以10mg除磷剂去除的总磷的量计)≥0.4mg2.pH值(1%水溶液)2-53.氯的质量分数≤0.5%4.游离酸（以HCl计）的质量分数≤0.1%5.不溶物的质量分数≤0.5%6.铜(Cu)的质量分数≤0.02%7.镍(Ni+)的质量分数≤0.02%8.铬(Cr6+)的质量分数≤0.0005%9.镉(Cd)的质量分数≤0.001%10.铅(Pb)的质量分数≤0.001%山东东楷环保科技有限公司地址：山东省诸城市繁荣路81号电话：[phone]邮箱:[e-mail]第8页名称指标11.汞(Hg)的质量分数≤0.00001%12.氟(F)的质量分数≤0.0002%13.砷(As)的质量分数≤0.0005%14.总磷(TP)≤0.01%15.反应时间≤15min16.禁止使用热镀锌和钢铁酸洗废液作为原料生产除磷剂4.2除磷当量检测方法4.2.1方法提要测定10mg除磷剂去除测试溶液的总磷的量，测试溶液用除磷剂处理后，检测滤出液总磷的浓度，计算出去除的总磷的当量。4.2.2仪器及试剂实验室常用仪器设备和下列仪器。4.2.2.1752分光光度计；4.2.2.2磷标准贮备液，1mL溶液含有50μg磷(以P计)；将优级纯磷酸二氢钾于110℃干燥2h，在干燥器中冷却。称取0.2197g，移入1000ml容量瓶中。加(1+1)硫酸5mL，用水稀释至标线。此磷储备液每毫升含50μg磷(以P计)。4.2.2.3除磷剂溶液，1mL溶液含有10mg除磷剂；称取约1.0g试样，精确至0.001g，置于100mL烧杯中，加少量水稀释，转移到100mL容量瓶，定容至刻度线。4.2.2.4碳酸钠溶液，C(Na2CO3)=2mol/L。4.2.3分析步骤准确移取50mL磷标准贮备液(4.2.2.2)，置于100mL烧杯中，加入3.5mL除磷剂溶液(4.2.2.3)，使用pH计，滴加2mol/L碳酸钠溶液调节pH值至山东东楷环保科技有限公司地址：山东省诸城市繁荣路81号电话：[phone]邮箱:[e-mail]第9页5.5~6，搅拌1分钟，全部移到100mL容量瓶，定容，摇匀，静置30分钟。过滤，弃去前10mL滤液，测量滤液中的总磷含量。4.2.4结果计算除磷当量以10mg除磷剂去除总磷的量计算。数值以N表示，按式(1)计算：1122/10002101000m100VCCNV(1)式中：V1——试验中磷标准贮备液的体积，单位为毫升(mL)；C1——磷测试溶液总磷含量，(mg/L)；C2——滤液中总磷含量，(mg/L)；V2——试验中，所取除磷剂的体积，(mL)；m——试验中，称取的除磷剂的质量，(g)取