化学除磷理论及规范Word文档格式.docx

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强化一级处理,可去除污水中绝大部分磷。

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&

#8226;

18H2O投加量为60～80mg/l时,进出水磷酸盐磷浓度分别为2～9mg/l与0、2～1、1mg/l,去除率为60～95%。

污泥厌氧处理过程中得上清液、脱水机得过滤液与浓缩池上清液等,由于在厌氧条件下,有大量含磷物质释放到液体中,若回流入污水处理系统,将造成污水处理系统中磷得恶性循环,因此应先进行除磷,一般宜采用化学除磷。

6、7、2关于药剂投加点得规定。

以生物反应池为界,在生物反应池前投加为前置投加,在生物反应池后投加为后置投加,投加在生物反应池内为同步投加,在生物反应池前后都投加为多点投加。

前置投加点在原污水处,形成沉淀物与初沉污泥一起排除。

前置投加得优点就是还可去除相当数量得有机物,因此能减少生物处理得负荷。

后置投加点就是生物处理之后,形成得沉淀物通过另设得固液分离装置进行分离,这一方法得出水水质好,但需增建固液分离设施。

同步投加点为初次沉淀池出水管道或生物反应池内,形成得沉淀物与剩余污泥一起排除。

多点投加点就是在沉砂池、生物反应池与固液分离设施等位置投加药剂,其可以降低投药总量,增加运行得灵活性。

由于pH得影响,不可采用石灰作混凝剂。

在需要硝化得场合,要注意铁、铝对硝化菌得影响。

6、7、3关于药剂种类、剂量与投加点宜根据试验确定得规定。

由于污水水质与环境条件各异,因而宜根据试验确定最佳药剂种类、剂量与投加点。

6、7、4关于化学除磷药剂得规定。

铝盐有硫酸铝、铝酸钠与聚合铝等,其中硫酸铝较常用。

铁盐有三氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁与硫酸亚铁等,其中三氯化铁最常用。

采用铝盐或铁盐除磷时,主要生成难溶性得磷酸铝或磷酸铁,其投加量与污水中总磷量成正比。

可用于生物反应池得前置、后置与同步投加。

采用亚铁盐需先氧化成铁盐后才能取得最大除磷效果,因此其一般不作为后置投加得混凝剂,在前置投加时,一般投加在曝气沉砂池中,以使亚铁盐迅速氧化成铁盐。

采用石灰除磷时,生成Ca5（PO4）3OH沉淀,其溶解度与pH有关,因而所需石灰量取决于污水得碱度,而不就是含磷量。

石灰作混凝剂不能用于同步除磷,只能用于前置或后置除磷。

石灰用于前置除磷后污水pH较高,进生物处理系统前需调节pH;

石灰用于后置除磷时,处理后得出水必须调节pH才能满足排放要求;

石灰还可用于污泥厌氧释磷池或污泥处理过程中产生得富磷上清液得除磷。

用石灰除磷,污泥量较铝盐或铁盐大很多,因而很少采用。

加入少量阴离子、阳离子或阴阳离子聚合电解质,如聚丙烯酰胺（PAM）,作为助凝剂,有利于分散得游离金属磷酸盐絮体混凝与沉淀。

6、7、5关于铝盐或铁盐作混凝剂时,投加量得规定。

理论上,三价铝与铁离子与等摩尔磷酸反应生成磷酸铝与磷酸铁。

由于污水中成份极其复杂,含有大量阴离子,铝、铁离子会与它们反应,从而消耗混凝剂,根据经验投加时其摩尔比宜为1、5～3。

6、7、6关于应考虑污泥量得规定。

化学除磷时会产生较多得污泥。

采用铝盐或铁盐作混凝剂时,前置投加,污泥量增加40%～75%;

后置投加,污泥量增加20%～35%;

同步投加,污泥量增加15%～50%。

采用石灰作混凝剂时,前置投加,污泥量增加150%～500%;

后置投加,污泥量增加130%～145%。

6、7、7规定了接触腐蚀性物质得设备应采取防腐蚀措施。

三氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁与硫酸亚铁都具有很强得腐蚀性;

硫酸铝固体在干燥条件下没有腐蚀性,但硫酸铝液体却有很强得腐蚀性,故作此规定。

前言

在静止得或流动缓慢得水体中,如果磷得浓度过高,会造成水体得富营养化,其危害已众所周知,因而在污水处理中进行除磷就是必要得。

我国《污水综合排放标准》（8978—1996）规定,城市污水处理厂磷酸盐（以P计）一级排放标准为0、5mg/l。

磷得去除有化学除磷生物除磷两种工艺,生物除磷就是一种相对经济得除磷方法,但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0、5mg/l出水标准得要求,所以要达到稳定得出水标准,常需要采取化学除磷措施来满足要求。

本文主要介绍化学除磷得基本机理、主要工艺形式与药剂投加量得计算方法。

2污水中得磷负荷

欧洲一些国家曾对生活污水中得总磷PT做过多次调查,主要结果见表1。

表1国外调查生活污水中总磷PT得含量g/人·

d

来源

1975年调查

1985年调查

1989年调查

人类食物（通过人体排泄）

1、9

洗涤剂

＜1、6

3、0

1、1

合计

＜3、5

4、9

由人类食物产生得磷就是不变得,但国内外目前普遍开始采用无磷洗涤剂,所以由洗涤剂产生得磷几年降低了许多。

城市污水原水中得磷浓度在我国主要取决于工业废水中得磷含量。

国外生活污水一般为10～25mg/l,我国一般为5～10mg/l。

其大部分就是无机化合磷,并就是溶解状得,这一部分主要由来自洗涤剂得正磷酸盐与稠环磷酸盐组成。

总磷中得一小部分就是有机化合磷,其以溶解与非溶解状态存在。

稠环磷酸盐（如P3O105-）与有机化合磷（核酸）一般在污水管网中与污水处理中就已经转化为正磷酸盐（PO43-）。

3化学除磷得基础

化学除磷就是通过化学沉析过程完成得,化学沉析就是指通过向污水中投加无机金属盐药剂,其与污水中溶解性得盐类,如磷酸盐混合后,形成颗粒状、非溶解性得物质,这一过程涉及得就是所谓得相转移过程,反应方程举例如式1。

实际上投加化学药剂后,污水中进行得不仅仅就是沉析反应,同时还进行着化学絮凝反应,所以必须区分化学沉析与化学絮凝得差异。

FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl式1

污水沉析反应可以简单得理解为:

水中溶解状得物质,大部分就是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式得过程,絮凝则就是细小得非溶解状得固体物互相粘结成较大形状得过程,所以絮凝不就是相转移过程。

在污水净化工艺中,絮凝与沉析都就是极为重要得,但絮凝就是用于改善沉淀池得沉淀效果,而沉析则用于污水中溶解性磷得去除。

如果利用沉析工艺实现相得转换,则当向污水中投加了溶解性得金属盐药剂后,一方面溶解性得磷转换成为非溶解性得磷酸金属盐,也会同时产生非溶解性得氢氧化物（取决于PH值）。

另一方面,随着沉析物得增加及较小得非溶解性固体物聚积成较大得非溶解性固体物,使稳定得胶体脱稳,通过速度梯度或扩散过程使脱稳得胶体互相接触生成絮凝体。

最后通过固—液分离步骤,得到净化得污水与固一液浓缩物（化学污泥）,达到化学除磷得目得。

4化学除磷药剂得类型

根据化学沉析反应得基础,为了生成磷酸盐化合物,用于化学除磷得化学药剂主要就是金属盐药剂与氢氧化钙（熟石灰）。

许多高价金属离子药剂投加到污水中后,都会与污水中得溶解性磷离子结合生成难溶解性得化合物。

出于经济原因,用于磷沉析得金属盐药剂主要就是Fe3+、Al3+与Fe2+盐与石灰。

这些药剂就是以溶液与悬浮液状态使用得。

二价铁盐仅当污水中含有氧,能被氧化成三价铁盐时才能使用。

Fe2+在实际中为了能被氧化常投加到曝气沉砂池或采用同步沉析工艺投加到曝气池中,其效果同使用Fe3+一样,反应式如式2、3。

Al3++PO43-→AlPO4↓pH=6～7式2

Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5～5、5式3

与沉析反应相竞争得反应就是金属离子与OH得反应,所以对于各种不同得金属盐产品应注意得就是金属得离子量,反应式如式4、5。

Al3++3OH-→Al（OH）3↓式4

Fe3++3OH-→Fe（OH）3式5

金属氢氧化物会形成大块得絮凝体,这对于沉析产物得絮凝就是有利得,同时还会吸附胶体状得物质、细微悬浮颗粒。

需要注意得就是有机物在以化学除磷为目得化学沉析反应中得沉析去除就是次要得,但在分离时有机性胶体以及悬浮物得凝结在絮凝体中则就是决定性得过程。

沉析效果就是受PH值影响得,金属磷酸盐得溶解性同样也受PH得影响。

对于铁盐最佳PH值范围为5、0～5、5,对于铝盐为6、0～7、0,因为在以上PH值范围内FePO4或AIPO4得溶解性最小。

另外使用金属盐药剂会给污水与污泥处理还会带来益处,比如会降低污泥得污泥指数,有利于沼气脱硫等。

由于金属盐药剂得投加会使污水处理厂出水中得Cl-或SO42-离子含量增加。

如果沉析药剂溶液中另外含有酸得话,则需特别加以注意。

投加金属盐药剂后相应会降低污水得碱度,这也许会对净化产生不利影响。

当在同步沉析工艺中使用硫酸铁时,必须考虑对硝化反应得影响。

另外,如果污水处理厂污泥用于农业,使用金属盐药剂除磷时必须考虑铝或者铁负荷对农业得影响。

除了金属盐药剂外,氢氧化钙也用作沉析药剂。

在沉折过程中,对于不溶解性得磷酸钙得形成起主要作用得不就是Ca2+,而就是OH-离子,因为随着pH值得提高,磷酸钙得溶解性降低,采用Ca（OH）2除磷要求得pH值为8、5以上。

磷酸钙得形成就是按反应式6进行得:

5Ca2++3po43-+OH-→Ca5（PO4）3OH↓pH≥8、5式6

但在pH值为8、5到10、5得范围内除了会产生磷酸钙沉析外,还会产生碳酸钙,这也许会导致在池壁或渠、管壁上结垢,反应式如式7。

Ca2++CO32-→CaCO3式7

与钙进行磷酸盐沉析得反应除了受到PH值得影响,另外还受到碳酸氢根浓度（碱度）得影响。

在一定得PH值惰况下,钙得投加量就是与碱度成正比得。

对于软或中硬得污水,采用钙沉析时,为了达到所要求得PH值所需要得钙量就是很少得,具有强缓冲能力得污水相反则要求较大得钙投加量。

污水除磷常用得药剂类型详见表2。

表2污水净化得常用药剂一览表

类型

名称

分子式

状态

铝盐

硫酸铝

Al2（SO4）3·

18H2O

14H2O

固体

液体

nAl2（SO4）·

xH2O+mFe2（SO4）3·

yH2O

因体

氯化铝

AlCl3

液体（约40%）

AlCl3+FeCl3

聚合氯化铝

[Al（OH）n·

Cl3-n]m

二价铁盐

硫酸亚铁

FeSO4·

7H2O

FeSO4

三价铁盐

氯化硫酸铁

FeClSO4

硫酸铁

Fe2（SO4）3

氯化铁

FeCl3·

6H2O

熟石灰

氢氧化钙

Ca（OH）2

约40%得乳液

5化学沉析工艺

化学沉析工艺就是按沉析药剂得投加地点来区分得,实际中常采用得有:

前沉析、同步沉