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废水化学除磷原理及实例
1.化学除磷原理
化学除磷主要通过化学沉淀来实现。化学沉淀是指在废水中加入无机金属盐,与可溶性盐(如磷酸盐)发生反应,生成颗粒状、不溶性物质的过程。其实,加入化学药剂后,污水中不但发生了沉淀反应,而且还发生了化学絮凝,即形成的微小不溶性固体相互粘附,形成较大的絮凝体。
为了生成不溶性磷酸盐化合物,化学除磷所采用的药剂主要是金属盐药剂,其中应用较多的是Fe3+、Al3+、Ca2+等,这些药剂以溶液、悬浮液状态使用。
基于化学沉淀反应,除磷剂投加到污水中后,会与污水中的可溶性磷离子结合,生成不溶性化合物,反应式如下:
与沉淀反应竞争的反应是金属离子与OH-的反应,因此除磷剂的用量需要综合考虑,其反应式如下:
金属氢氧化物会形成大的絮凝体,有利于沉淀产物的絮凝,还能吸附胶体物质和细小悬浮颗粒,去除有机物。
沉淀效果受pH值影响,金属磷酸盐的溶解度也受pH值影响,铁盐最佳pH值范围为5.0~5.5,铝盐最佳pH值范围为6.0~7.0,这是综合考虑磷酸盐沉淀和氢氧化物沉淀的结果。
采用Ca2+除磷时要求pH值在9以上或更高,羟基磷酸钙的生成按下列反应式进行:
2.几种除磷剂的除磷效果
不同除磷剂除磷效果实验如下:废水总磷含量为100mg/L,按水中总磷含量与除磷剂用量1:2的摩尔比投加除磷剂,反应一段时间后,加入1~2ppm絮凝剂,静置30min,取上清液经膜过滤,测定总磷。
①钙沉淀剂
钙沉淀剂对TP去除的影响
当Ca:P摩尔比达到20:6时,处理后TP小于0.5mg/L。
②铝沉淀剂
铝沉淀剂对TP的去除效果
当Al:P摩尔比达到3:1时,处理后TP为4.22mg/L。
③铁沉淀剂
铁沉淀剂对TP去除的影响
当Fe:P摩尔比达到2:1时,处理后TP为0.1mg/L。