最常見的化學沉淀除磷劑有鈣鹽、鐵鹽、鋁鹽或鎂鹽等,如鈣鹽有生石灰和熟石灰;鐵鹽有三氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵和硫酸亞鐵等;鋁鹽有硫酸鋁、鋁酸鈉和聚合鋁等;鎂鹽有氯化鎂、氫氧化鎂、鹵水及海水等其他含鎂物質等。
最常見的結晶除磷填料有方解石、雪硅鈣石與沸石等。
一、方解石
以方解石、磷灰石晶種及氟、鈣等生成氟磷灰石的必要組分,通過固化沉淀來除磷,磷濃度最低可降至小于0.001 mg/L的水平,低于富營養化爆發的底線0.02 mg/L。生成物并非全部都是結晶的氟磷灰石,有部分是亞穩定的化合物或絡合物。
該研究證明方解石和磷灰石作為晶種對水體除磷,促進了溶液中磷的固化沉淀,并且高磷濃度溶液的除磷效果優于低磷濃度溶液的除磷效果,即低磷濃度水體除磷存在一定困難。通過在低濃度(0.5 mg/L)含磷水溶液中引入氟離子和磷灰石晶種,使溶液中Ca:P:F(物質的量比)=11:3:2.2,磷灰石晶種加人量為2.25 g/L的試驗;
在高溫或常溫偏堿性環境下,水溶液中可溶性磷的濃度得到有效的降低。結果還表明溫度和酸堿度對結晶法除磷有重要影響,即高溫和偏堿性環境對除磷極為有利,在高溫下反應進行得最為迅速,而在偏堿性環境下反應進行得最為徹底。
二、雪硅鈣石
雪硅鈣石是一種硅酸鈣水化物,可用來對含低濃度磷(10 ~15 mg/L)的生活污水進行除磷。由于其自身能提供氫氧根離子和鈣離子,不含重金屬和磷,不受有機物濃度的限制,在土壤中有可溶性,不需要預先去除二氧化碳等優點,是羥基磷酸鹽結晶沉淀的良好晶種,使水體中的磷以不溶磷酸鹽的形式結晶而去除。
在靜態條件下雪硅鈣石投加量為6g/L,氟化鈣投加量為3.5~4.2 g/L,反應4h可使人工快滲出水的總磷濃度小于0.5 mg/L,去除率達到96.6%以上,出水達到了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級A類標準以下,且出水的pH值保持在8.0~8.6之間。
三、沸石
用吸附法進行污水處理時,利用呈架狀結構的多孔性含水鋁硅酸鹽晶體(其總稱為沸石)進行除磷。天然沸石是具有四面體骨架結構的鋁硅酸鹽,其化學組成通式為[M (I),/M()]0·A1,0,·nSiO,·mH,0,式中M(I)和M(Ⅱ)分別為一價和二價金屬離子,通常為鈉、鉀、鈣、鍶、鋇等。沸石晶體內部有很多大小均一的空穴和通道,使沸石具有巨大的比表面積,達400 ~800 m2/g,因而其具有良好的吸附性能。
以天然沸石為原料,經由鎂鹽、鋁鹽改性后的沸石對含磷廢水有很好的去除效果,改性時沸石、氯化鎂、氯化鋁三者質量比為2:3:1,且該改性沸石制備方法簡單。其對磷的去
除效率受沸石用量、廢水酸度、吸附時間、廢水含磷濃度等因素的影響,處理100 mL含磷廢水的沸石用量為1.5g,廢水pH值為4.0~11.0,吸附時間為15 min,廢水含磷
(以P計算)小于60 mg/L時,磷的去除率達99%以上。
還有學者利用锏改性的膨潤土制備成一種高效除磷吸附劑對磷進行深度處理,這種吸附劑在膨潤土具有良好的離子交換性、吸附性、較強的熱效應與非熱效應的基礎上,經锏改性后,再以1.505%三甲基溴化氨一乙醇(10%)溶液浸泡,在60℃下水浴攪拌1.5h,過濾后在微波功率為166 W下烘6 min,對磷的去除率達99%以上。