1. 前言
磷的循环不同于碳氮，属于沉积型循环，因此生物圈中大部分磷的转化都构不成循环，由此，磷酸盐是一种不可再生的资源[1]。按目前的磷矿开采速度，优质磷矿将在一百年内耗尽。近30年来，为更好的控制水体富营养化，对排放污水中的磷浓度的控制愈加严格，我国明确规定，自2006年起建设的污水处理厂总磷指标的一级A排放标准为0.5 mg/L，按照中华人民共和国地表水环境质量标准，Ⅲ类水的总磷指标更是低达0.2 mg/L，以至于生物除磷法有时难以企及，化学沉淀法也因此重新得到关注[2]。近几年，化学沉淀法得到了进一步发展。本文在传统的化学除磷法上增加了磁分离装置，以期缩短除磷所需的反应时间，通过实验，为磁分离装置在化学除磷的应用提供参考。
2. 仪器与试剂
实验水样：由磷酸二氢钾配制而成的模拟含磷废水，磷浓度（以P计）为5.0 mg/L，碳酸氢钠作为pH缓冲剂投入量为1.0 g/L。
实验仪器：紫外分光光度计、雷磁pH计、磁力搅拌器、干燥箱。
所用药品：FeCl3·6H2O、AlCl3·6H2O、KH2PO4、磁粉（Fe粉）。
3. 实验方案
采用钼酸铵分光光度法（GB 11893-89）测定磷含量。选用氯化铁、氯化铝作为除磷剂，接着在实验中引入最重要部分即磁分离装置，该法通过在体系中加入磁粉（Fe粉）来强化絮体的凝聚效果，最后通过外加磁场来加快絮体的沉淀分离。
4. 两种絮凝剂对磷的去除效率
实验pH设置为7，搅拌时长设置为500 r/min转2 min，搅拌均匀后静置10 min，取上清液测定磷的浓度。两种样品絮凝剂的投加量设置为0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 g/L六个梯度，其它实验条件相同，以期得到不同投加量下相应的去除效率，选出最佳样品投加量进行下一步实验。
实验结果如表1所示：
表1 不同投加量下磷的去除效率（％）
由表1可知，样品絮凝剂投加量对实验中磷的去除效率影响明显，当pH为7时，随着样品投加量的增加，两种样品絮凝剂的去除效果均显著上升。氯化铁在投药量为0.3 g/L时达到最大磷去除率为85.6%；氯化铝作为絮凝剂时，当投药量为0.25 g/L时，除磷效率为79.4%去除率，当投药量加至0.3 g/L时，其磷去除率达84.2%。由于0.3g/L的投加量下，两种样品絮凝剂的除磷效率均为最高，故后续实验选取0.3g/L作为实验样品投加量，并在此基础上加入磁分离装置，其它实验条件均不变，仅改变磁粉（Fe粉）的投加量，来探究磁分离辅助除磷系统中磁粉量对除磷效果的提升。
5. Fe粉投加量对除磷实验的影响
实验pH设置为7，搅拌时长设置为500 r/min转2 min，取出搅拌子后加入一定量的还原Fe粉于50 mL实验水样，搅拌均匀后静置在磁石上10 min，取上清液测定磷的浓度，还原Fe粉浓度设置为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/L六个梯度。实验使用氯化铝和氯化铁作为絮凝剂且投加量均为0.3 g/L来探究相同条件下Fe粉投加量对氯化铝和氯化铁絮凝除磷+磁分离实验的影响，以期获得两种样品絮凝剂的最适宜Fe粉投加量。实验结果如表2所示：
表2 不同铁粉量对磷去除率（％）的影响
由表2知，采用氯化铝作为除磷剂时，当Fe粉投加浓度达到0.5 g/L时，磷去除率为85.0，当Fe粉投加浓度达到1.5 g/L时，磷去除率为91.5，当Fe粉投加浓度达到3.0 g/L时，磷去除率为92.3%，可见随着Fe粉投入量的增加，磷去除率无明显增加。对于氯化铁而言，当Fe粉投加浓度达到0.5 g/L时，磷去除率为88.2，当Fe粉投加浓度达到1.5 g/L时，磷去除率为97.1%，当Fe粉投加浓度达到3.0 g/L时，磷去除率为99.2%，其除磷效果随着Fe粉量的增大而明显增强，且同条件下除磷效率均大于氯化铝。综合对比Fe粉投入量对氯化铝和氯化铁除磷实验的影响，可见在磁分离装置参与作用下，氯化铁的除磷效率较于氯化铝更佳，且对Fe粉的量要求更低，经济性更好。
6. 结语
综上所述，通过本实验研究，在传统化学除磷实验中，辅以磁分离技术是切实可行的，磁粉可附着在絮体表面上，使絮体在外加向下磁场力作用下加快沉降，提升除磷效率，缩短沉降时间。采用氯化铁的去除率大于氯化铝，在磁粉投加量为3g/L的条件下去除率可达99.2％，且相同条件下对磁粉的需求量较少，成本也相对更低。通过实验数据可知，磁分离技术有望成为环保工程水处理发展的重要方向，将其引入含磷污水的去除工艺中，有利于提升除磷效率，节省工艺成本。
作者简介：王赫（1992.8），男，四川省成都人，成都市双流区四川省机场集团，环境工程专业 硕士研究生
参考文献：
[1]刘宁,陈小光,崔彦召,刘建设,徐晓雪.化学除磷工艺研究进展[J].化工进展,2012,31(7):1597-1603.
[2]康晓丹,杨开.化学除磷药剂的比较试验[J].山西建筑,2008,34(29):194-195.
