含磷工業(yè)廢水處理分析

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摘要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，我國制藥行業(yè)得到極大發(fā)展，但由于工業(yè)行業(yè)日常生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水，進(jìn)而帶來較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，不利于我國生態(tài)環(huán)境的建設(shè)?；诖?，文章通過對(duì)處理含磷工業(yè)廢水的必要性進(jìn)行分析，重點(diǎn)研究含磷工業(yè)廢水的處理方法，以期促進(jìn)我國制藥行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)我國環(huán)境。

關(guān)鍵詞：含磷工業(yè)廢水；化學(xué)沉淀法；生物方法

引言

制藥行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成，具有很好的發(fā)展前景。但在其發(fā)展過程中，需要使用磷酸二氫鉀等物質(zhì)作為輔助性原料開展生產(chǎn)工作，但該物質(zhì)的利用率較低，會(huì)殘留在生產(chǎn)廢水中。若是沒有對(duì)工業(yè)含磷廢水進(jìn)行有效處理，使其滿足相關(guān)排放要求，會(huì)直接影響周圍環(huán)境，造成水體等環(huán)境污染。因此，研究含磷工業(yè)廢水處理方法是十分必要的。

1分析處理含磷工業(yè)廢水的必要性

醫(yī)藥廠家在發(fā)展過程中為國家創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但同時(shí)也帶來較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，磷元素，就是污染形成主要因素。造成的具體影響有：（1）影響河流、湖泊等水體的透明程度。由于磷的過量會(huì)導(dǎo)致富營養(yǎng)化的出現(xiàn)，為藻類的生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境，進(jìn)而使藻類規(guī)模擴(kuò)大，影響水體通透度。同時(shí)，水中植物無法進(jìn)行光合作用，造成水體局部DO的缺乏和飽和，導(dǎo)致水生動(dòng)物的死亡，不利于我國生物多樣性的發(fā)展。（2）在出現(xiàn)的大量藻類中，部分藻類會(huì)釋放有毒物質(zhì)，影響水體質(zhì)量，影響人畜的生命安全。（3）對(duì)水體生態(tài)平衡造成影響。一般情況下，水體處于相對(duì)平衡的狀態(tài)，但富營養(yǎng)化的出現(xiàn)導(dǎo)致藻類等生物的大量生長(zhǎng)，其他生物的死亡，從而導(dǎo)致其生態(tài)失衡。（4）對(duì)航運(yùn)以及當(dāng)?shù)氐穆糜螛I(yè)造成影響。富營養(yǎng)化的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致藻類的大量繁殖，航道會(huì)被堵塞，且水體會(huì)變的渾濁，失去其美觀性，旅游業(yè)受到影響。

2制藥廢水除磷研究現(xiàn)狀

從目前現(xiàn)狀來看，在制藥廢水的處理方面具有多種處理磷元素的方法，也取得了較為豐碩的成果。但是，不同于其他工業(yè)廢水，制藥含磷廢水具有較強(qiáng)的多樣性和復(fù)雜性，無法對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一處理，且在選擇含磷工業(yè)廢水處理方法時(shí)需要考慮廢水的水質(zhì)等問題。而且，制藥廢水的產(chǎn)出量每日能達(dá)到上百噸，濃度也較高，對(duì)于高濃度難以降解的制藥廢水，需要采用組合處理方法開展除磷工作。例如，使用化學(xué)或物理方法對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理或是部分處理，降低其濃度，之后，再使用點(diǎn)解等方法將含磷工業(yè)廢水中的磷元素徹底去除，使其滿足我國工業(yè)廢水排放要求。另外，從目前的研究現(xiàn)狀來看，最為有效且應(yīng)用廣泛的處理方法有化學(xué)除磷法、組合除磷法以及生物除磷法。其中，電解法的核心原理較為簡(jiǎn)單，且占地面積較少，能夠?qū)^高濃度的含磷工業(yè)廢水進(jìn)行高效處理；生物法多是用于預(yù)處理階段；化學(xué)沉淀法能夠有效去除含磷工業(yè)廢水中的磷元素。但從目前我國的發(fā)展?fàn)顟B(tài)來看，未來會(huì)出現(xiàn)更多的處理材料和處理技術(shù)[1]。在此發(fā)展趨勢(shì)下，對(duì)我國環(huán)境保護(hù)方面具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。具體而言，通過對(duì)制藥含磷工業(yè)廢水進(jìn)行處理，能夠使廢水得到統(tǒng)一排放，從而提升排放的環(huán)保性，能夠有效避免對(duì)空氣環(huán)境和水體環(huán)境的污染。同時(shí)，通過對(duì)其進(jìn)行處理，在滿足我國排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下，符合我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展需求。目前，在國家越發(fā)重視環(huán)境保護(hù)的背景下，對(duì)工業(yè)廢水的排放具有極高的要求。通過使用各種除磷方法對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)零污染的排放目標(biāo)。而且，在使用部分除磷方法時(shí)，還能夠形成具有二次利用效果的物質(zhì)，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了資源的再利用和節(jié)約。

3研究含磷工業(yè)廢水的處理方法

3.1化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是處理含磷工業(yè)廢水方面出現(xiàn)時(shí)間較早、使用范圍較廣的一種方法，該方法主要適用于含磷制藥廢水的預(yù)處理和后續(xù)處理方面，該方法的核心原理就是通過利用能夠與磷元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的藥劑，通過合理定量投入含磷工業(yè)廢水中，從而形成磷酸鹽沉淀物，最后將沉淀物進(jìn)行濾除，實(shí)現(xiàn)除磷的目的。該方操作簡(jiǎn)單，成本較低，若是使用石灰等物質(zhì)開展含磷工業(yè)廢水處理工作，還可以將產(chǎn)生磷酸鈣作為肥料，實(shí)現(xiàn)二次利用。一般情況下，使用的化學(xué)藥劑主要是二價(jià)或三價(jià)的金屬離子，主要分為四個(gè)步驟，分別是沉淀反應(yīng)、凝聚作用、絮凝作用以固液分離。從目前現(xiàn)狀來看，主要通過以下化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水的除磷目的：（1）鈣鹽除磷方法。該方法成本較低，且易于操作和管理，所以稱為化學(xué)沉淀法中最常用的一種除磷方法。該除磷方法的核心原理就是生成磷酸鈣沉淀和羥基磷灰石，雖然該方法較為簡(jiǎn)單，但相關(guān)人員應(yīng)注重酸堿值，這主要是因?yàn)樗釅A值會(huì)直接影響沉淀效果。若是酸堿值合適，那么通過在含磷工業(yè)廢水中添加適當(dāng)?shù)拟}離子能夠形成穩(wěn)定的鈣鹽沉淀，利用通過氯化鈣能夠去除含磷工業(yè)廢水中百分之九十九的磷元素。為此，相關(guān)人員應(yīng)適當(dāng)提高酸堿值，一般情況下應(yīng)保證其大于9，否則會(huì)影響羥基磷灰石的生成。（2）鐵鹽除磷方法。鐵鹽也是最常用的化學(xué)除磷藥劑之一，主要是使鐵離子發(fā)生水解聚合反應(yīng)，從而進(jìn)行形式的轉(zhuǎn)變。目前，鐵鹽除磷有兩種轉(zhuǎn)變形式，第一個(gè)形式是將鐵離子加入含磷工業(yè)廢水中，使其與磷酸根離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而出現(xiàn)磷酸鹽沉淀；第二個(gè)形式是通過羥基絡(luò)合物吸附含磷工業(yè)廢水中各種形式的磷。在使用該方法除磷時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)把控酸堿值和鐵磷比。（3）鋁鹽除磷方法。該方法的核心原理就是通過投放鋁鹽從而與磷酸根進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成磷酸鋁沉淀，從而實(shí)現(xiàn)除磷的目的。（4）鎂鹽除磷方法。該方法主要是在含磷工業(yè)廢水投放銨鹽和鎂鹽，與磷酸鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)復(fù)鹽磷酸銨鎂，實(shí)現(xiàn)回收再利用。近幾年，化學(xué)沉淀法得到進(jìn)一步發(fā)展，相關(guān)研究人員研究出了混合型沉淀絮凝-混凝助劑，并取得了良好的除磷效果。

3.2生物方法

該方法主要是借鑒污水廠中污泥的生物除磷現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)曝氣強(qiáng)度影響著活性污泥的磷元素吸收量，為此，生物除磷的方法主要是在厭氧的條件下，聚鱗菌將細(xì)胞中的聚鱗進(jìn)行分解，從而形成磷酸鹽排放到細(xì)胞外，同時(shí)產(chǎn)生ATP，再通過三磷酸腺苷對(duì)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行提取，形成高含磷污泥。若是在缺氧或者好氧的條件下，聚鱗菌將氧氣等作為電子受體，對(duì)體內(nèi)的PHB進(jìn)行分解和代謝，從而產(chǎn)生能量提取含磷工業(yè)廢水中的磷元素，最后通過排放剩余污泥的方式實(shí)現(xiàn)除磷的目的。從目前發(fā)展現(xiàn)狀來看，生物方法中主要有A/O工藝、SBR工藝以及EBPR工藝等，尤其是EBPR工藝已被廣泛應(yīng)用于含磷工業(yè)廢水的除磷工作中。具體步驟是，通過聚鱗菌使含磷工業(yè)廢水中的溶解氧和硝酸鹽作為電子受體吸收磷，之后，在厭氧條件下促使生物膜釋放磷，進(jìn)而得到高磷濃度的水溶液，最后，通過反硝化系統(tǒng)對(duì)磷進(jìn)行回收，不僅有效去除含磷工業(yè)廢水中的磷元素，還能夠?qū)崿F(xiàn)磷元素的再利用[2]。

3.3吸附方法

吸附方法的核心原理就是利用較大表面積或是多孔的固體物質(zhì)對(duì)含磷工業(yè)廢水中的磷元素進(jìn)行吸附，從而實(shí)現(xiàn)除磷的目的，從當(dāng)前現(xiàn)狀來看，在使用吸附方法除磷時(shí)即涉及到了化學(xué)吸附，也涉及到了物理吸附。具體而言，在使用吸附方法處理含磷工業(yè)廢水時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)選擇成本低、吸附能力強(qiáng)的吸附劑，一般情況下，應(yīng)用較為廣泛的吸附劑就是粉煤灰以及沸石等。在使用該方法處理含磷工業(yè)廢水過程中，應(yīng)對(duì)溫度、時(shí)間以及濃度進(jìn)行把控，這主要是因?yàn)?，隨著時(shí)間的不斷推移，磷的吸附量、濃度以及溫度也會(huì)不斷增加，在酸堿值為四到八時(shí)，吸附量比較穩(wěn)定，若是酸堿值上升，則吸附量下降，所以，還應(yīng)對(duì)酸堿值進(jìn)行把控。若是含磷工業(yè)廢水中氯離子和硫酸根的濃度較低時(shí)，磷元素的吸附量也會(huì)受到影響。相較于其他處理方法，吸附法不會(huì)造成二次污染，且最終吸附的磷也能夠進(jìn)行二次利用。

3.4結(jié)晶磷處理法

結(jié)晶磷處理法主要是利用與磷酸鹽沉淀相似的固體物質(zhì)，從而對(duì)含磷工業(yè)廢水中離子的亞穩(wěn)態(tài)造成破壞，從而使磷酸根離子在晶種表面富集，促進(jìn)磷酸鹽固體的析出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)除磷目的。在使用該方法過程中，應(yīng)用到的主要固體物質(zhì)就是羥基磷灰石和磷酸銨鎂，通過提高酸堿值以及Ca/P的物質(zhì)量，能夠有效提高除磷強(qiáng)度和效果。結(jié)晶磷處理法作為目前較為新型且快速發(fā)展的一項(xiàng)除磷方法，能夠產(chǎn)生較少的污泥，且最終形成的羥基磷灰石也可以再次利用。

3.5電解法

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，電解法正廣泛應(yīng)用于我國制藥工業(yè)含磷廢水的處理工作中，在對(duì)含磷工業(yè)廢水進(jìn)行處理時(shí)，電解法的操作和原理較為簡(jiǎn)單，同時(shí)具有較高的除磷效果和效率，由于其有效性，電解法已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。具體而言，電解法的核心原理就是對(duì)金屬陽極的特點(diǎn)進(jìn)行利用，在外加電壓的條件下，金屬陽極具有可溶性，從而生產(chǎn)金屬陽離子，該離子與含磷工業(yè)廢水中的磷產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)除磷的目的。一般情況下，在使用電解法處理含磷工業(yè)廢水時(shí)，主要是使用鐵板等材料作為陽極，在開展處理工作時(shí)間鐵板等材料作為極板放到含磷工業(yè)廢水中，再利用直流電促進(jìn)極板發(fā)生氧化作用，需要注意的是，相關(guān)人員要保證直流電的穩(wěn)定性。在發(fā)生氧化作用之后，水中會(huì)出現(xiàn)金屬陽離子，通過與磷進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而去除含磷工業(yè)廢水中的磷元素。不僅如此，若是促使陰極發(fā)生還原和氧化作用產(chǎn)生氧氣、促使陽極發(fā)生還原和氧化作用產(chǎn)生氫氣，能夠通過氣浮作用對(duì)含磷工業(yè)廢水中部分懸浮物進(jìn)行有效去除，從而滿足廢水排放要求[3]。

結(jié)語

綜上所述，對(duì)含磷工業(yè)廢水進(jìn)行處理具有極強(qiáng)現(xiàn)實(shí)意義，一方面能夠保護(hù)水體等生態(tài)環(huán)境，另一方面能夠促進(jìn)制藥行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此，相關(guān)人員應(yīng)深入研究電解法、結(jié)晶磷處理法、吸附法以及生物法等現(xiàn)有的除磷方法，掌握其使用要點(diǎn)，并積極結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)不斷對(duì)其優(yōu)化和創(chuàng)新，提高工業(yè)除磷工作的效果和效率，從而促進(jìn)我國生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。

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作者：王端鑫 卞光明 單位：江蘇中建工程設(shè)計(jì)研究院有限公司