聚合氯化铝是可以除磷的。
除磷原理
化学沉淀方面:聚合氯化铝里的铝离子会跟水中的磷酸根离子产生化学反应,生成磷酸铝沉淀。铝离子和磷酸根离子能够以沉淀的形式从水中被去除。
吸附作用层面:聚合氯化铝水解后出现的氢氧化铝胶体有很大的比表面积。从物理吸附来讲,胶体表面分子和磷酸根离子之间存在范德华力,能让磷酸根离子附着在胶体表面;从化学吸附来讲,胶体表面的活性基团(像羟基)会和磷酸根离子发生化学反应,以此来吸附磷酸根离子。
影响除磷效果的因素
pH 值影响:pH 值对聚合氯化铝除磷的效果非常关键。在 pH 值较低(pH < 5)的强酸性环境下,铝离子主要以的形式存在,这有利于和磷酸根离子反应生成磷酸铝沉淀。不过要是 pH 值过低,生成的磷酸铝沉淀会溶解,因为在酸性过强时,磷酸铝会和氢离子反应。在 pH 值为 6 - 8 的中性至弱碱性环境里,铝离子水解生成氢氧化铝胶体,此时吸附作用占主导,氢氧化铝胶体对磷酸根离子进行吸附。而当 pH 值过高(pH > 8)时,氢氧化铝胶体的表面电荷性质改变,会减少对磷酸根离子的吸附,而且水中磷酸根离子的存在形态也会变化,影响除磷效果。
投加量因素:聚合氯化铝的投加量是影响除磷的重要因素。如果投加量不够,铝离子数量少,不能和水中的磷酸根离子充分反应或者吸附,除磷效果就不好。随着投加量增加,除磷率会逐渐上升。但是投加量过多,一方面会增加处理成本,另一方面会让水中残留的铝离子浓度过高,产生二次污染,还影响水的其他性质,像使水的浊度增加。要通过小试和现场试验来确定更好投加量。
反应时间和搅拌强度因素:要有足够的反应时间,才能保证铝离子和磷酸根离子充分反应或者吸附,一般反应 30 - 60 分钟左右能有比较好的除磷效果。在反应初期,搅拌强度很重要,适当的快速搅拌能让聚合氯化铝在水中均匀分散,促使铝离子和磷酸根离子接触和反应,不过搅拌太剧烈会破坏氢氧化铝胶体的结构,影响吸附效果;在反应后期,慢速搅拌有助于沉淀形成和沉降。
实际应用场景和注意要点
应用场景介绍:污水处理厂场景:在城市污水处理厂中,聚合氯化铝可用于二级处理后的深度除磷,降低污水中的磷含量,使其达到排放标准。例如,我国城镇污水处理厂污染物排放标准中,一级 A 标准要求总磷(以 P 计)≤0.5mg/L。
景观水体场景:对于公园湖泊、人工水景等景观水体,聚合氯化铝能用来控制水体富营养化,减少磷含量,防止藻类大量繁殖。
工业废水处理场景:在电镀废水、化工废水等含磷工业废水处理中,聚合氯化铝可作为除磷药剂,去除废水中的磷,降低对环境的污染。
注意要点说明:水质监测方面:用聚合氯化铝除磷后,要检测处理后的水质,保证磷浓度达标,同时关注水中铝离子残留情况,避免铝离子超标危害环境和人体健康。
工艺结合方面:在实际应用中,聚合氯化铝除磷可以和其他污水处理工艺(如生物处理工艺)相结合,提升整体污水处理效果。比如在生物除磷效果不好的时候,用聚合氯化铝进行化学辅助除磷。