地表水磷酸鹽含量過高的化學處理方法

地表水中磷酸鹽含量過高是導致水體富營養化的關鍵因素之一，會引發藻類爆發性繁殖(水華)、水體溶解氧下降、水生生物死亡、水質惡化等一系列嚴重的生態環境問題。為有效控制磷酸鹽污染，化學處理方法因其反應迅速、效果顯著、操作相對簡便等特點，在水源地保護、景觀水體治理、污水處理廠深度除磷等領域發揮著重要作用。以下介紹幾種主要的化學處理技術：

1、化學沉淀法

向含磷水體中加入金屬鹽類藥劑，使其與磷酸根離子(PO?3?)反應生成不溶性磷酸鹽沉淀，再通過固液分離(如沉淀、過濾)將磷從水中去除。

常用藥劑：硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁等。鋁離子與磷酸根反應生成磷酸鋁沉淀。反應受pH影響顯著，最佳pH范圍通常在6.0-7.0之間。鋁鹽絮凝效果好，形成的絮體較大易于沉降。

鐵鹽：三氯化鐵、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵等。鐵離子(Fe3?)與磷酸根生成磷酸鐵沉淀。鐵鹽除磷的最佳pH范圍較寬(5.0-8.0)。鐵鹽形成的絮體密實，沉降性能好，且具有脫色和除臭效果。硫酸亞鐵需氧化成三價鐵才具有良好除磷效果。

鈣鹽：主要是石灰(氫氧化鈣)。在高pH值(通常>10)條件下，鈣離子與磷酸根反應生成羥基磷灰石沉淀。石灰法除磷效率高，同時能提高水體堿度和硬度，但會顯著提高pH值，后續可能需要回調pH，且產生的污泥量較大。

2、吸附法

利用具有高比表面積和豐富表面官能團的多孔吸附材料，通過物理吸附、離子交換或配位絡合等作用，將水中的磷酸根離子吸附固定在其表面，從而達到去除目的。

常用吸附劑：沸石、膨潤土、凹凸棒石、活性氧化鋁、天然鐵礦等。成本較低，但吸附容量通常有限，選擇性可能不高。

工業副產品/廢棄物：粉煤灰、鋼渣、赤泥等。可實現廢物資源化利用，成本低，但吸附性能和穩定性差異較大，可能釋放其他離子。

人工合成材料：鑭/鋯/鐵等金屬負載型吸附劑(如鑭改性膨潤土、鋯負載樹脂)、金屬有機框架材料、特定的離子交換樹脂等。吸附容量高、選擇性好、再生性能可能較優，但成本通常較高。

3、結晶法（誘導結晶除磷）

通過向水體中投加鎂鹽(如氯化鎂)和調節pH(通常在堿性范圍)，提供鎂離子(Mg2?)和氨氮(NH??，有時需額外補充)，誘導磷酸銨鎂結晶(俗稱鳥糞石，MgNH?PO?·6H?O)的形成。生成的結晶顆粒較大，易于通過沉淀或過濾去除。

化學處理是應對地表水磷酸鹽污染快速有效的重要手段。化學沉淀法(鋁鹽、鐵鹽、鈣鹽)技術成熟，效果穩定，是應用最廣泛的方法，但面臨藥劑成本和污泥處置壓力。吸附法在低濃度磷去除和避免pH波動方面有優勢，吸附劑的性能和成本是關鍵。結晶法具有資源化回收磷的潛力，特別適用于特定水質條件。在實際應用中，往往需要根據具體水質、處理目標、經濟成本和環境要求，選擇最合適的單一方法或組合工藝(如化學沉淀+過濾、吸附+再生)。