磷化工污染的危害及治理对策
发布时间：2021-03-09
摘要：工业企业在使用磷物质进行生产过程中，会产生废气、废水以及固体废物，如果未能对废气、废水以及固体废物进行有效的处理，随意排放在环境中，会对生态系统造成严重的破坏。对于工业生产中产生的物质中含有的大量磷元素，如果未能做好有效的处理工作，必然会对生态环境造成严重的污染。文章探讨磷化工污染产生的危害，围绕危害实施有效的措施，务必有效解决化工生产导致的污染问题。
关键词：磷;化工污染;危害;治理对策
0引言
随着我国对治理环境的政策、措施的深入，国家加大工业生产中磷化工污染以及危害的深入研究，通过研究已经找到治理对策，会减少工业生产排放的磷化工物质，有效保护生态环境的同时，还能提升磷物质的利用率，从而创造更多的经济效益和社会效益。
1磷化工主要污染类型和危害
1.1粉尘、废气
工业企业使用磷物质进行化工生产时，会产生较多的粉尘和废气，其中以废气为主，废气是由多种气体组成，一是一氧化碳、二是二氧化硫、三是二氧化碳、四是氟化氢、五是四氟化硅、六是磷化氢、七是硫化氢。
在产生的废气中，一氧化碳属于二氧化碳未充分燃烧产生的气体，一氧化碳具有无色无味和可燃烧特点，还具有较强的毒性。人体一旦吸食过多的一氧化碳，血氧饱和浓度不断降低，严重威胁人们的生命健康。工业生产中，排放出的黄磷尾气中，一氧化碳占比较多。根据工业企业实际计算结果，如果在生产1t黄磷物质时，产生的一氧化碳会超过3000m3，总重量会超过3.3t，按照我国每年黄磷40万t的生产能力，一年一氧化碳气体总重量超过130万t。如果未能有效处理产生的一氧化碳气体，我国每年燃烧一氧化碳所需的氧气会超过70万t，同时增加的二氧化碳量超过2100万t，导致全球气候受到严重的影响。
在工业生产中会产生大量的二氧化硫气体。在工业生产过程中，锅炉燃烧或者制造磷肥时，会消耗大量的硫酸，整个生产过程会产生较多的二氧化硫气体。据匡算，在磷肥生产过程中，生产1t的磷肥，产生的二氧化硫气体重量为30kg，现阶段我国磷肥总产量超过800万t，产生的二氧化硫气体重量超过24万t。人体长时间生活在含有二氧化硫气体的环境中，会诱发支气管炎，严重情况会使呼吸衰竭。此外对农作物也会产生严重的影响，由于二氧化硫气体会与雨水融合，形成酸雨，降落在农作物上，会抑制农作物的生长，造成农作物产量不断降低。
1.2废水
在磷化工生产过程中，产生的水体中含有较多的磷物质，并且还会包含许多其他物质，如砷、氯以及硫等，上述物质会使产生的水体具有较高的毒性，排放到自然环境中，会对生态系
我国在开采磷矿过程中，每生产1t磷矿会产生超过2t的废水，每年我国磷矿开采量超过2万t，直接产生的废水量超过4万t。
在生产硫酸过程中，生产1t硫酸，排放的污水超过50t。据中国硫酸工业协会统计，2019年全国硫酸总产量为9736万t，据此测算我国每年直接排放的硫酸生产污水量超过1.8亿t。
在生产黄磷过程中，排放的污水中会含有一部分黄磷，如果废水混入到自然水系中，人体引用后会对肝脏等器官产生较大的危害，如果人体长时间应用含有黄磷的污水，会使人体出现骨质疏松的情况。此外在含有黄磷的污水中，还会含有氟化物，氟化物会使生态环境中的水体呈现出酸性，不利用水中动植物的生长。
1.3固体废物
在工业生产中产生的固体废物，包括矿山尾矿、黄磷、磷石膏以及硫酸。在生产黄磷过程中，会产生较多的磷渣，如果生产1t的黄磷，产生的磷渣会超过10t，如果每年黄磷总产量为40万t，磷渣产量会超过400万t。但是我国处理磷渣的能力较低，只有其中10%的磷渣得到有效的处理，剩余的磷渣会随意丢弃在环境中，造成环境严重的污染。在生产黄磷的同时，还会产生较多的磷泥，如果生产的黄磷为1t，磷泥产量会超过270kg。
在生产湿法磷酸过程中，会产生较多的磷石膏，作为湿法磷酸的副产物，磷石膏含有较多的重金属物质，对生态环境会造成严重的破坏。每生产1t湿法磷酸，产生磷石膏会超过3.6t。
在生产硫酸过程中，会将普钙磷肥作为常用的材料，采用硫铁矿制酸的方式进行生产。在生产1t硫酸过程中，产生的硫铁矿渣含量为0.5t，每年我国硫酸生产量超过9000万t，产生的硫铁矿渣超过4500万t。
2三废回收利用和治理途径
2.1废气的回收利用
2.1.1黄磷尾气
在产生的黄磷尾气中，由于超过90%的成分是由一氧化碳气体组成，一氧化碳气体具有良好的燃烧能力，将一氧化碳气体传输至锅炉中，代替锅炉中的煤气作为燃烧物质。以某地区工业企业为例，该企业在工业生产时，自行设计出环式废热锅炉，在黄磷生产时，将一氧化碳气体作为燃烧原料，实现一氧化碳气体有效回收利用的目标[1]。
在合成气体和有机化工原料生产过程中，如甲酸钠、保险粉以及甲醇等物质生产时，会消耗较多的一氧化碳气体。以某工业企业为例，该企业在生产上升物质过程中，将一氧化碳气体作为生产原料，不仅提升上述物质的生产效率，还能有效回收和利用一氧化碳气体。
2.1.2SO2气体的利用
磷化工生产过程中，锅炉燃烧时会消耗较多的煤炭，以及在生产硫酸时，均会产生较多的二氧化硫气体。如果二氧化硫气体浓度在3.5%以内，工业企业采用高烟囱扩散稀释的方式，可以降低二氧化硫气体排放浓度，或者采用氨吸收方法，将浓度较高的二氧化硫气体，经过氨物质后，氨物质与二氧化硫气体进行化学反应，从而有效降低二氧化硫气体浓度，使二氧化硫气体浓度满足排放要求。如果生产过程中产生的二氧化硫气体浓度超过3.5%，在降低二氧化硫气体浓度，使二氧化硫气体符合排放标准，应将二氧化硫气体输入至以下溶液中，一是硫酸铵溶液、二是亚硫酸钙溶液、三是亚硫酸氢钠溶液、四是三氧化硫溶液。
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现阶段许多国家对二氧化硫气体利用进行深入的分析，许多国家的工业企业采用生物脱硫技术，使工业生产产生的二氧化硫气体浓度降低至排放标准。以使用的微生物菌株技术为例，在煤炭燃烧前，运用微生物菌株技术对煤炭进行脱硫，会减少煤炭中75%的硫含量，但是不会对煤炭自身质量造成影响。采用微生物菌株技术，完全遵循源头治理以及清洁生产的原则，许多国家的工业企业，均在积极应用微生物菌株技术[2]。
2.1.3含氟气体的回收利用
工业企业在生产含有磷物质过程中，会产生较多的含氟气体，含氟气体中氟化氢为主要气体，同时还会含有较一定量的四氟化硅气体。如果工业生产中产生较少的氟化氢气体，工业企业采用高空排放的方式，在较高的烟囱中稀释氟化氢气体，或者采用粉状的干性吸附剂，吸附废气中的氟化氢气体，可以有效降低氟化氢的浓度。如果片排出的废气中氟化氢气体浓度较高，工业企业在处理氟化氢气体时，使用氨水、石灰乳等物质，将上述物质与氟化氢气体进行化学反应，可以有效消耗废气中的氟化氢气体。此外采用石渣悬浮液等湿性吸收液，将氟化氢气体吸收至溶液中，可以生成较多的含氟产品，一是氢氟酸、二是氟化钠、三是氟化铵、四是氟硅酸钠、五是氟硅酸镁、六是氟硅酸钾，上述物质可以用于生产磷肥，有效降低磷肥的生产成本。
2.2废水污水)处理
工业企业在处理废水过程中，如果处理含有黄磷的废水，工业企业采用氧化法，使用具有较强的氧化能力的物质，包括臭氧、石灰以及活性污泥等，将黄磷与上述物质进行充分的氧化还原反应，生成的氧化物质，经过精处理后，包括沉淀、加热蒸腾等，可以获取其中的磷物质，将磷物质用于后续的磷物质生产。如果处理采矿过程中产生的废水，工业企业应配合使用两种方式，第一种方式使用石灰，对废水进行一级处理，完成处理后使用第二种方式，在废水中加入明矾以及硫酸镁，有效吸收废水中的黄磷。如果在废水中含有较多的重金属，工业企业采用石灰石，通过中和反应回收废水中的磷物质[3]。
2.3固体废弃物的回收利用
在工业生产过程中，生成的固体废弃物中，根据不同的废弃物使用不同的处理方法，从而获得良好的回收利用效果：
第一，产生矿山废石或者尾矿时，将废石投入到粉碎机中，用于制造水泥，或者根据尾矿的规格，用于铺设道路;
第二，在废弃物中含有黄磷时，采用燃烧的方式，将固体废弃物燃烧成球团，然后将球团放置在粉矿设备中，可以有效回收黄磷;
第三，在回收黄磷炉渣过程中，可以将炉渣用于铺设道路，或者用于生产其他物质，一是硅钙肥物质、二是路面砖、三是矿渣棉、四是硅胶等;
第四，在黄磷生产过程中，产生的磷铁物质用于特种钢生产，在生产特种钢过程中，需要在生产时加入脱氧剂和合金剂。此外在生产高磷肥料过程中，将磷铁与纯碱相互反应，生成的磷酸钠盐，可以作为高磷肥料重要的组成物质;
第五，在处理含有黄磷的污水时，工业企业可以采用多种方法，包括真空回收方法。化学药剂方法以及蒸馏法等，处理污水中的黄磷物质，使黄磷物质生成磷酸氢钙，磷酸氢钙是饲料重要的组成物质。或者采用烧制的方式，将黄磷烧制成磷肥，经过全面粉碎后，可以与不同的肥料进行混合，生成出复合型肥料;
第六，在回收利用磷石膏过程中，使用硫酸配合采用无熟料方法，将磷石膏制作成硫酸盐水泥。此外在许多建筑材料中，均能使用磷石膏，以水泥为例，使用缓凝剂生成的水泥，会提升水泥的强度，降低水泥在水化反应产生的热量[4]。
3结语
综上所述，在磷化工污染问题处理过程中，工业企业应根据磷化工生产过程，结合磷物质产生的危害，结合实际生产需求，实施有效的回收措施，运用不同的方式有效回收磷物质，将磷物质用于生产其他产品，既能提升磷物质的使用效率，还能减少磷物质对环境产生的污染。——论文作者：刘星涛
