2020年环境中磷污染的危害及常用的除磷方法研究论文

1、环境中磷污染的危害及常用的除磷方法研究论文 摘要 随着工农业生产的增长，人口的增加，含磷农药和农肥 的大量使用， 使水体的磷污染日益严重。 磷是地球系统中维系生命的 主要元素之一， 也是构成生物体并参与新陈代谢过程必不可少的元素。 但水体中如果磷含量超过20mg/L,就会导致水体富营养化，造成藻 类大量繁殖， 藻体死亡后分解会使水体产生霉味和臭味， 影响鱼类等 水生生物的生存。 关键词 磷污染 氧化物 固体废弃物 离子交换伴随着我国化工行业的高速发展，近二十年来，我国磷化工得 到了迅速的发展，并取得了令人鼓舞的成绩。但是，伴随着磷化工的 发展而产生的环境污染状况也日趋严重。因此，防治磷化工污染

2、，保 护生态环境， 合理利用不可再生的有限资源， 是我国磷化工健康发展 所面临的一项迫切任务和重要课题， 认识磷污染的危害和研究除磷的 方法具有重大的现实意义。我国现有磷化工生产企业 300 家左右，从业人数十余万人，已 形成固定资产约 60 亿元，约占全国化工固定资产总额的 20%左右。 主要产品有磷矿石、硫酸、普通过磷酸钙、钙镁磷肥、重过磷酸钙、 黄磷、赤磷、磷酸（包括工业级和食品级 ）、三聚磷酸钠、磷酸氢钙 （包 括饲料级和牙膏级 ） 、三氯化磷、五硫化二磷、磷酸三钠、磷化锌、磷化铝、含磷农药、有机磷水质稳定剂、金属磷化剂等。我国磷化工 行业给社会提供了大量的物资财富， 同时也伴随着产生

3、了大量的污染 物，主要是废气和粉尘、废水、固体废物 (简称“三废” ) 。这些污染 物中含有许多有毒有害的物质进入了大气， 江河湖海和陆地成为我国 环境污染最主要的之一。1. 废气和粉尘。磷化工在生产过程中产生的废气主要有一氧化 碳、二氧化硫、二氧化碳、氟化氢、四氟化硅、磷化氢、硫化氢等， 还会产生一些粉尘。一氧化碳(CO)是一种无色无味具有可燃性的有毒气体。黄磷尾气是产生CC的主要。因此，防止CO2气体造成的全球变暖危害到了 的严峻时刻。二氧化硫(SO2)是一种无色而略有臭味的窒息性气体，也是污染 大气的主要物质之一。2. 废水。磷化工在加工生产中都要产生大量的含有磷、 氟、硫、氯、砷、碱、

4、铀等有毒有害物质的废水。 黄磷生产中要产生黄磷污水， 其黄磷污水中含有 50390 mg/L 浓度的黄磷，黄磷是一种剧毒物质， 进入人体对肝脏等器官危害极大。 长期饮用含磷的水可使人的骨质疏 松，发生下颌骨坏死等病变。黄磷污水中还含有 68270 mg/L的氟化 物，经过处理后可降至 1540 mg/L ，但仍高于国家规定的 10 mg/L 的排放标准。3. 固体废弃物。磷化工生产中产生的固体废物主要有矿山尾矿、 废石；黄磷生产排出的磷渣、碎矿、粉矿、磷泥、磷铁；湿法磷酸生 产中产生的磷石膏； 硫酸生产中排出的硫铁矿渣、 钙镁磷肥高炉灰渣 等。这些固体废物在厂区内长期堆积，不仅占用大量土地，而

5、且对周 围环境造成了较严重的污染。 因此这些固体废物的处理和利用是当前 磷化工行业必须解决的实际问题。1. 化学沉淀法。该方法是通过投加化学沉淀剂与废水中的磷酸 盐生成难溶沉淀物， 可把磷分离出去， 同时形成的絮凝体对磷也有吸 附去除作用。常用的混凝沉淀剂有石灰、明矾、氯化铁、石灰与氯化 铁的混合物等。为了降低废水的处理成本，提高处理效果，学者们在 研制开发新型廉价高效化学沉淀剂方面做了大量工作。 研究发现， 原 水含磷 10mg/L 时，投加 300mg/L 的 A12(S04)3 或 90mg/L 的 FeCI3, 可除磷 70%左右，而在初沉时加入过量石灰，一般总磷可去除80%左右。他根

6、据化学凝聚能增加可沉淀物质的沉降速度， 投加新型净水剂 碱式氯化铝，沉降效果达80%-85%很好地解决了生产用水的磷污 染。该方法具有简便易行， 处理效果好的优点。但是长期的运行结果 表明，化学沉淀剂的投加会引起废水 pH值上升，在池子及水管中形 成坚硬的垢片，还会产生一定量的污泥。2. 生物法。 20 世纪 70 年代美国的 Spector 发现，微生物在好 氧状态下能摄取磷， 而在有机物存在的厌氧状态下放出磷。 含磷废水 的生物处理方法便是在此基础上逐步形成和完善起来的。 目前，国外 常用的生物脱磷技术主要有 3 种：第一，向曝气贮水池中添加混凝剂 脱磷；第二，利用土壤处理，正磷酸根离子会

7、与土壤中的 Fe 和 Al 的 氧化物反应或与粘土中的 0H或SiO32-进行置换，生成难溶性磷酸化 合物；第三种方法是活性污泥法， 这是目前国内外应用最为广泛的一 类生物脱磷技术。 生物除磷法具有良好的处理效果， 没有化学沉淀法 污泥难处理的缺点，且不需投加沉淀剂。但要求管理较严格，成本较 高。3. 离子交换法。该方法是利用强碱性阴离子交换树脂，与废水 中的磷酸根阴离子进行交换反应， 将磷酸根阴离子置换到交换剂上予 以除去的方法。离子交换树脂脱除 PO43户的交换容量比较稳定，其 再生后交换容量也比较稳定。 但离子交换树脂的价格较高， 树脂再生 时需用酸、碱或食盐，运行费用较高4. 吸附法。

8、 20 世纪 80年代，多孔隙物质作为吸附剂和离子交 换剂就已应用在水的净化和控制污染方面。 黄巍等以粉煤灰作为吸附 剂，对含磷50120mg/L模拟废水脱磷的规律特征进行了研究。 研究 表明粉煤灰中含有较多的活性氧化铝和氧化硅等， 具有相当强的吸附 作用，粉煤灰对无机磷酸根不是单纯吸附，其中 CaO、FeO、A12 狾 3 等可以和磷酸根生成不溶或直溶性沉淀， 因而在废水处理方面具有广 阔的应用前景。吸附法由于占地面积小、工艺简单、操作方便、无二 次污染，特别适用于低浓度废水的处理而倍受关注。 在吸附法研究中， 寻找新的吸附剂是开发新的除磷工艺的关键所在， 因此自然界广泛存 在的天然粘土矿物是人们研究的热点。5. 膜分离方法。液膜分离法是一种新型的、类似溶剂萃取的膜 分离技术。液膜法通常是将按一定比例配制的有机溶剂 （有机相 ） 同膜 内试剂混合制成乳液微滴，微滴表面形成一层极薄的（I 10卩m）液膜, 膜内为内相试剂。 在混合柱内， 将此表面积极大的乳液微滴与废水接 触，水中待除的金属离子便通过选择性渗透、 萃取、吸附等穿过液膜， 进入内相试剂进行化学反应，废水中的金属离子因而得到分离去除。人与自然的和谐发展是 21 世界工业发展的主旋律， 在发展工业 的同时，尽量较少对环境的污染已经已经成为世界各个国家的共识。1