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摘要：近年来，随着城市化的发展，城市是人民生活的场所，所以人民对城市的建设问题越来越重视。城市污水是城市化建设中至关重要的问题。现阶段，城市污水问题越来越严重，对人民的生命健康也产生了巨大的威胁，解决城市污水问题刻不容缓。城市污水中含有大量的磷，导致了水体富营养化，在污水处理中要加强除磷力度。因此，应采用先进的除磷技术使城市污水得到更好的处理，从而推动城市化的进程。
关键词：城市污水处理；化学除磷药剂；应用
引言
近十年来，城市和工业的飞速发展，导致大量氮磷营养物质的排放，使自然和城市水体水质严重恶化。目前科学界越来越多的研究表明，磷元素是最主要的限制因子。因此，控制城市污水处理厂处理后水中的磷含量，显得尤为重要和紧迫。
1城市污水处理现状
我国的污水在城市化进程中逐渐增加，对于污水的处理至关重要。化学反应除磷的完成离不开化学沉淀，其主要形成过程如下：在城市污水中加入金属盐，与污水或污泥中的可溶性磷酸盐充分混合，形成不溶性物质从污水中分离出来，从而使污水中磷得到更好的处理。污泥中的某些微生物在好氧状态下会吸收大量的磷，两者反应使磷组分转化为活性污泥组分，与活性污泥一起沉淀，从而实现污水的除磷。随着城市污水处理相关指标（TPs0.5mg/L）的提高，仅靠生物或化学除磷无法使污水达到排放的标准。因此，把化学反应除磷技术与生物溶解除磷技术更好地利用非常重要，如何提高工作效率、提升除磷标准，已经成为城市污水除磷系统的一个研究课题。通过对发达国家污水处理厂处理数据的分析和研究，发现在污水处理中，在一级或二级阶段加入化学试剂，可以有效降低污水磷含量。在现阶段大多数城市污水处理厂存在进水碳源不足的问题，最好采用化学反应除磷技术来强化生物除磷的辅助功能。
2城市污水处理化学除磷药剂的应用
2.1铝盐化学除磷药剂
污水处理中铝盐类化学除磷药剂中，主要有硫酸铝、氯化铝和聚合氧化铝等，在实际城市污水处理中，会经过一系列反应。其中，除磷药剂中含有铝离子，而污水中存在磷酸根，铝离子可以与磷酸根沉淀反应并生成沉淀化合物。铝离子与磷元素相遇之后还会生成水解反应。在此反应之后，会形成正电荷和多核羟基络合物，同时其生成的单核羟基络合物的表面面积较大。在水解反应之后，其产生物质会形成沉淀物达到除磷目的。而在实际处理过程中，pH值会影响到铝离子水解反应、磷酸盐溶解性。金属离子会与氢氧根离子反应，该反应与沉淀化合物之间存在竞争反应，进而对药剂除磷成效产生不良影响。因此在使用化学除磷药剂过程中，要注意控制pH值，且在使用铝盐化学药剂时，会导致水体中铝含量增加，一旦超出标准范围就容易出现铅中毒，因此需合理控制投放的化学除磷药剂。
2.2脱氧除磷工艺
城市污水包括氮、磷、化学需氧量、生化需氧量和其他物质。污水处理的具体过程也分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理主要是预处理阶段，二级处理是物理和化学处理方法，也就是脱氧和除磷技术，这是污水处理不可缺少的部分。三级处理是对有毒有害无机物的处理。活性污泥是城市废水生物处理中使用次数较多的技术。活性污泥和废水在相互作用下，可以让废水中的有机物在曝气的作用下进行分解，从而使生物固体分离，大部分废水可以流回曝气池，最终实现活性污泥的吸附、维持和凝聚，去除废水中的污染物。曝气池和回流供氧系统二沉池是活性污泥脱氧脱磷工艺处理装置必不可少的部分，其可以对曝气池中活性污泥的浓度进行很好的控制。采用活性污泥法处理，需要设置缺氧池和厌氧池，即脱硝处理，以保证除磷的正常有效开展，节约成本，提高效率。
2.3复合新型除磷药剂
常用的聚氯化铝铁、聚亚铁和改性硅藻土等，都属于复合新型除磷药剂，这些药剂的电荷中和能力、吸附架桥功能、凝聚性能等都比较强，可以迅速生成密度高、质量大的絮凝体，凭借其优越的沉降性能，其产生脱水性能良好的沉降污泥，该过程中不会引发二次污染。此外，利用复合新型除磷药剂来处理，其适用水体广泛对pH值要求较低，使用的药剂生产起来比较简单、实际去除效果强、成本低等，这些都是该类型除磷药剂的应用优势。当前在污水处理厂中，应用比较多的除磷药剂就是聚氯化铝铁，聚氯化铝铁既具有铝盐除磷药剂的优势，也具有铁盐除磷药剂的优点，其化学反应快，可以生成大而重的絮体，这些絮体可以快速沉降，具备良好的过滤性能。因此应用聚氯化铝铁除磷，克服了铝盐和铁盐除磷中存在的沉降慢、出水浑浊和色度高等问题。此外就是改性硅藻土的除磷应用，这种除磷药剂是新型药剂，其组成主要是硅藻土、石灰和聚氯化铝，其中的聚氯化铝、石灰会与磷酸根离子反应，进一步生成ALPO4和CA5（PO4）3OH等沉淀物。硅藻土的作用主要是吸附、混凝、过滤等，可以将水中的磷酸根离子除去，具备稳定的除磷效果，实际出水TP小。综上可知，复合新型除磷药剂具备铝盐和铁盐除磷药剂优势，实际适用范围较广，实际应用中可取得良好除磷效果，对污水处理中微生物影响并不大，实际应用优势良好，发展前景也比较好。
2.4铁盐化学除磷剂
硫酸亚铁、氯化铁、氯化铁和聚合氯化铁都是主要的铁盐除磷剂。铁盐和铝盐除磷反应的机理相同，除此之外，铁盐和铝盐将经历剧烈的水解和各种聚合反应以吸附水中的磷。铁盐除磷需要较高的酸碱度，而污水处理厂的酸碱度通常低于7.5。此外，Fe3（PO4）2在水中远远不如FePO4稳定，从而导致亚铁盐在废水除磷中无法更好的发挥效用。铁盐与磷酸盐反应可生成沉淀，然而，其具有出水、浊度和色度高、对出水的酸碱度影响大、运输和储存困难等缺点。此外，铁对藻类生长具有重大的影响，这导致其无法得到更好运用。
2.5反应机理
化学除磷的反应机理是在污水处理过程中加入金属盐等除磷剂，形成不溶性磷酸盐或多磷酸盐沉淀产物，然后通过沉淀分离或过滤分离去除污水中的磷酸盐。添加药物后，首先金属离子和磷酸盐的快速结合将形成低溶解度的磷酸盐化合物；然后在流速梯度或混合扩散过程的作用下相互融合，生成大颗粒絮体；最后，絮体通过沉淀分离或过滤分离将水体分离成净化后的废水和化学污泥，从而进行化学除磷。因此，化学除磷过程包括四个步骤：沉淀、混凝、絮凝和固液分离。在这个过程中，沉淀和凝结具有较快的反应，其发生也极其迅速，同时凝结过程中形成了主要颗粒，它们相互结合形成较大的絮凝物颗粒，用于沉淀或固液分离。从以上分析可以看出，化学除磷效率与沉淀和絮凝直接相关，沉淀、混凝与磷酸盐化合物、化学除磷剂、酸碱度等因素相关，絮凝过程与除磷工艺也有一定的关系。想要化学除磷得到更好的利用，有必要使用化学除磷剂、并去除反应环境的酸碱度。
2.6确定投加量
在污水处理中，实际投加的除磷药剂量，应根据原水中的磷含量、磷含量种类和磷含量设计值、设计除磷效率等确定。需经过相关的实验和测试，或者依据同类型工程历史数据来确定，但之后仍需经过试验验证其除磷成效，确保实际除磷效果，使水质达到国家标准要求。
结语
综上所述，在我国当前污水处理中，常用的就是生物除磷方法，但其实际效果有限。要进一步提高处理成效，需要借助化学除磷方式来改善，实施中结合各项限制因素和实际处理水特性，科学合理选择使用的化学除磷药剂和除磷工艺。也可发展将其与生物除磷联合应用的方式，加强对新型除磷药剂的开发，达到良好的除磷效果。
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