化学除磷理论.doc
6.7 化学除磷 6.7.1 污水二级处理后，出水总磷不能满足要求时，可采用化学除磷工艺。 当污水、污泥处理一级处理时产生的液体有除磷要求时，也可采用化学除磷工艺。 6.7.2 化学除磷可采用生物反应池前投加、后投加和同步投加，也可采用多点投加。 6.7.3 化学除磷设计时，应根据试验数据确定药剂的种类、用量和投加点。 6.7.4 化学除磷剂可采用铝盐、铁盐或石灰。 当使用铝盐或铁盐作为混凝剂时，应添加离子型聚电解质作为混凝剂。 6.7.5 采用铝盐或铁盐作为混凝剂时，混凝剂与污水中总磷的摩尔比宜为1.5～3。 6.7.6 化学除磷时应考虑污泥产生量。 6.7.7 化学除磷时，接触腐蚀性物质的设备和管道应采取防腐措施。 条款说明： 6.7 化学除磷 6.7.1 规定化学除磷的适用范围。 《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定，总磷排放标准为：2005年12月31日前建成的污水厂达到一级A标准时，为1毫克/升，污水2006 年以来建造的工厂的浓度为 1 毫克/升。 0.5毫克/升。 一般城市污水经过生物除磷后很难达到后者标准，因此可以补充化学除磷来满足出水水质要求。 强化一级处理可去除污水中的大部分磷。 上海白龙港城市污水厂试验表明，当FeCl3投加量为40～80mg/l，或Al2(SO4)3·18H2O投加量为60～80mg/l时，进水口和进水口的磷酸盐和磷浓度升高。出水量分别为2～9mg。 /l和0.2~1.1mg/l，去除率为60~95%。
污泥厌氧处理时的上清液、脱水机的滤液和浓缩池的上清液等，因为在厌氧条件下，液体中释放出大量的含磷物质，如果回流到污水处理系统中，会造成污水处理系统中磷的恶性循环，因此应先除磷，一般应采用化学除磷。 6.7.2 化学品加药点的规定。 以生物反应池为界，在生物反应池之前添加称为预添加，在生物反应池之后添加称为后添加，在生物反应池内添加称为同步添加，两者内添加生物反应池前后加药为多点加药。 预加药点位于原污水处，形成的沉淀物与初沉污泥一起去除。 预加药的优点是还可以去除相当数量的有机物，从而减轻生物处理的负荷。 加药后点是生物处理后，形成的沉淀物通过附加的固液分离装置进行分离。 该法出水水质较好，但需要额外的固液分离设施。 同步投加点为初沉池或生物反应池的出水管，形成的沉淀物与剩余污泥一起去除。 多点投加点在沉砂池、生物反应池、固液分离设施等地点添加化学品，可以减少总投加量，增加操作灵活性。 由于pH值的影响，石灰不能用作混凝剂。 需要硝化作用时，应注意铁、铝对硝化细菌的影响。 6.7.3 药品的种类、用量和加药点应按规定确定。 由于污水水质和环境条件各异，建议根据实验确定最佳药剂种类、投加量和投加点。
6.7.4 化学除磷剂的规定。 铝盐包括硫酸铝、铝酸钠和聚合铝，其中最常用的是硫酸铝。 铁盐包括氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁和硫酸亚铁，其中最常用的是氯化铁。 使用铝盐或铁盐除磷时，主要生成不溶性磷酸铝或磷酸铁，其投加量与污水中总磷成正比。 可用于生物反应池的前、后和同步加药。 亚铁盐需要先氧化为铁盐才能达到最大的除磷效果。 因此，一般不用作后添加混凝剂。 预添加时，一般添加于曝气沉砂池中。 以便将亚铁盐快速氧化为铁盐。 用石灰除磷时，生成Ca5(PO4)3OH沉淀，其溶解度与pH值有关。 因此，所需石灰量取决于污水的碱度，而不是磷含量。 石灰作为混凝剂不能同时除磷，只能用于预除磷或后除磷。 采用石灰进行前级除磷后的污水pH值较高，进入生物处理系统前需要调节pH值； 当采用石灰进行后期除磷时，必须调节处理后出水的pH值以满足排放要求； 石灰也可用于避免污泥。 从释氧磷罐或污泥处理过程中产生的富磷上清液中去除磷。 使用石灰除磷时，污泥量比铝盐或铁盐大得多，因此很少使用。 添加少量阴离子、阳离子或阴离子和阳离子聚电解质，如聚丙烯酰胺(PAM)作为混凝剂，有助于促进分散的游离金属磷酸盐絮凝物的混凝和沉淀。 6.7.5 使用铝盐、铁盐作混凝剂时的用量规定。
理论上，三价铝离子和铁离子与等摩尔磷酸反应生成磷酸铝和磷酸铁。 由于污水中成分极其复杂，含有大量阴离子，铝、铁离子会与其发生反应，从而消耗混凝剂。 根据经验，添加时摩尔比应为1.5～3。 6.7.6 关于污泥量应考虑规定。 化学除磷会产生较多的污泥。 使用铝盐或铁盐作为混凝剂时，如果提前添加，污泥体积将增加40%～75%； 后期添加，污泥量增加20%～35%； 同时添加，污泥量会增加。 15%～50%。 使用石灰作为混凝剂时，如果预先添加，污泥量将增加150%～500%； 若后添加，污泥量将增加130%～145%。 6.7.7规定与腐蚀性物质接触的设备应采取防腐措施。 氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁均具有强腐蚀性； 硫酸铝固体在干燥条件下没有腐蚀性，但硫酸铝液体具有很强的腐蚀性，所以我们假装这样做。 规定。 引言在静止或缓流的水体中，如果磷浓度过高，会造成水体富营养化。 其危害是众所周知的，因此污水处理中除磷是必要的。 我国《污水综合排放标准》（8978-1996）规定，城镇污水处理厂磷酸盐（以P计）一级排放标准为0.5mg/l。 除磷工艺有两种：化学除磷和生物除磷。 生物除磷是一种比较经济的除磷方法。 但由于这种除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5毫克/升出水标准的要求，因此要达到稳定的出水标准，往往需要采用化学除磷措施来满足要求。
本文主要介绍化学除磷的基本机理、主要工艺形式以及药剂投加量的计算方法。 污水中的磷负荷 欧洲一些国家对生活污水中的总磷PT进行了多次调查。 主要结果见表 1。 国外调查 生活污水中总磷 PT 含量 g/人 d 来源 1975 年调查 1985 年调查 1989 年调查 人类食品（通过人体排泄） 1.91.91.9 洗涤剂 <1.63.01.1 总量 <3.54.93.0 产生人类食物中的磷保持不变，但国内外普遍使用无磷洗涤剂，因此洗涤剂产生的磷近年来已减少很多。 我国城市污水原水中的磷浓度主要取决于工业废水中的磷含量。 国外生活污水一般为10～25毫克/升，而我国一般为5～10毫克/升。 大部分是无机化合物磷，呈溶解状态。 该部分主要由洗涤剂中的正磷酸盐和缩环磷酸盐组成。 总磷中一小部分是有机化合物磷，以溶解态和非溶解态存在。 稠环磷酸盐（如P3O10）和有机化合物磷（核酸）在污水管网和污水处理中一般转化为正磷酸盐（PO4化学除磷的基础）。 化学除磷是通过化学沉淀工艺完成的。 ，化学沉淀是指向污水中添加无机金属盐药剂，与污水中的磷酸盐等可溶性盐类混合，形成颗粒状、不溶性物质。 这个过程涉及到所谓的相转移过程，反应方程式如式1所示。
事实上，添加化学药剂后，污水中不仅进行了沉淀反应，而且还进行了化学絮凝反应，因此必须区分化学沉淀和化学絮凝的区别。 FeCl3++3KCl污水沉淀反应可以简单理解为：将水中溶解的物质（多为离子性物质）转化为不溶解的颗粒形式的过程。 絮凝是小的不溶解固体相互粘附的过程。 形成较大形状的过程，因此絮凝不是相转移过程。 在污水净化过程中，絮凝和沉淀都极其重要，但絮凝是为了提高沉淀池的沉淀效果，而沉淀是为了去除污水中的溶解磷。 如果采用沉淀工艺实现相转化，当污水中添加可溶性金属盐药剂时，一方面可溶性磷转化为不溶性磷酸金属盐，同时也产生不溶性磷酸金属盐。 氢氧化物（取决于 pH 值）。 另一方面，随着沉淀物的增加和较小的不溶性固体积累成较大的不溶性固体，稳定的胶体变得不稳定，并且不稳定的胶体通过速度梯度或扩散过程彼此相互作用。 接触产生絮状物。 最后通过固液分离步骤，得到净化后的污水和固液浓缩液（化学污泥），达到化学除磷的目的。 化学除磷剂的类型基于化学沉淀反应。 为了生成磷酸盐化合物，化学除磷所用的化学药剂主要是金属盐剂和氢氧化钙（熟石灰）。 许多高价金属离子化学品添加到污水中后，会与污水中的可溶性磷离子结合，形成难溶性化合物。
出于经济原因，用于沉淀磷的金属盐药剂主要是铁盐和石灰。 这些试剂有溶液和悬浮液形式。 二价铁盐只有在污水含有氧气并能被氧化成三价铁盐时才能使用。 实践中，为了氧化，常将Fe添加到曝气沉砂池中或采用同步沉淀工艺添加到曝气池中。 其效果与使用Fe3+相同，反应方程式如方程式2和方程式3所示。与Al的沉淀反应竞争的反应是金属离子与OH之间的反应。 因此，对于各种金属盐产品，应注意金属离子的含量。 抗金属氢氧化物会形成大的絮凝体，这对于沉淀产物的絮凝是有利的，并且它还吸收胶体物质和细小的悬浮颗粒。 需要注意的是，以化学除磷为目的的化学沉淀反应中有机物的沉淀去除是次要的，但分离过程中有机胶体和絮体中悬浮物的凝聚是决定性的过程。 沉淀效果受pH值影响，金属磷酸盐的溶解度也受pH值影响。 铁盐的最佳pH范围为5.0至5.5，铝盐的最佳pH范围为6.0至7.0，因为FePO4或AIPO4的溶解度在上述pH范围内最小。 另外，金属盐药剂的使用会给污水和污泥处理带来好处，如降低污泥的污泥指数，有利于沼气脱硫等。金属盐药剂的添加会增加污泥中Cl离子的含量。污水处理厂的污水。 如果沉淀剂溶液含有额外的酸，则需要特别小心。
添加金属盐化学品会相应降低污水的碱度，可能对净化产生不利影响。 当在同步沉淀过程中使用硫酸铁时，必须考虑对硝化反应的影响。 另外，如果污水处理厂污泥用于农业，在使用金属盐药剂除磷时必须考虑铝或铁负荷对农业的影响。 除金属盐剂外，氢氧化钙也用作沉淀剂。 在沉降过程中，形成不溶性磷酸钙的主要作用不是Ca2+，而是OH-离子，因为随着pH值的升高，磷酸钙的溶解度降低，需要用Ca(OH)2来去除。 磷要求 pH 值高于 8.5。 磷酸钙的生成按反应式6进行： 5Ca Ca5(PO4)3OHpH 8.5 但在pH值8.5～10.5范围内，除了磷酸钙沉淀外，还会生成碳酸钙，这可能会导致水池、运河和管道的壁上形成水垢，其反应方程式如式7所示。Ca与钙发生磷酸盐沉淀的反应不仅受pH值的影响，还受到pH值的影响。碳酸氢盐浓度（碱度）。 在一定pH值下，钙的用量与碱度成正比。 对于软性或中硬性污水，采用钙沉淀时，达到所需pH值所需的钙量很少。 反之，缓冲能力强的污水则需要较大的钙用量。 污水除磷常用化学品种类详见表2。污水净化常用化学品一览表 类型 名称 分子式 状态 硫酸铝 Al2(SO4) Al2(SO4) 固液 nAl2(SO4)xH2O+mFe2(SO4) )3yH2O 氯化铝 AlCl3 液体（约 40%） AlCl3+FeCl3 液体 多氯化铝 [Al(OH)nCl3-n]m 液体亚铁铁盐 硫酸亚铁 固体 FeSO4 液体三价铁盐 硫酸氯化铁 液体（约 40%） 硫酸铁 Fe2 (SO4)3液体(约40%)氯铁液体(约40%)、熟石灰、氢氧化钙、Ca(OH)2、约40%乳化化学沉淀工艺。 化学沉淀法根据沉淀剂添加的位置来区分。 在实践中，经常使用以下方法：沉淀、同时沉淀和后沉淀或生物处理前