上海純水設(shè)備解讀：化學(xué)除磷原理 及使用方法
化學(xué)除磷主要是通過化學(xué)沉析過程完成的化學(xué)沉析是指通過向污水中投加無機(jī)金屬鹽藥劑與污水中溶解性的鹽類（如磷酸鹽）反應(yīng)生成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)。實(shí)際上投加化學(xué)藥劑后，污水中進(jìn)行的不只是沉析反應(yīng)，同時(shí)還發(fā)生著化學(xué)絮凝作用，即形成的細(xì)小的非溶解狀的固體物互相粘結(jié)成較大形狀的絮凝體。
污水沉析反應(yīng)可以簡單的理解為：水中溶解狀的物質(zhì)，大部分是離子狀物質(zhì)轉(zhuǎn)換為非溶解、顆粒狀形式的過程，絮凝則是細(xì)小的非溶解狀的固體物互相粘結(jié)成較大形狀的過程，所以絮凝不是相轉(zhuǎn)移過程。絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析則用于污水中溶解性磷的去除。
2化學(xué)除磷藥劑
為了生成非溶解性的磷酸鹽化合物，用于化學(xué)除磷的化學(xué)藥劑主要是金屬鹽藥劑和氫氧化鈣。許多高價(jià)金屬離子藥劑投加到污水中后都會(huì)與污水中的溶解性磷離子結(jié)合生成難溶解性的化合物，但出于經(jīng)濟(jì)原因考慮，用于磷沉析的金屬鹽藥劑主要是Fe3+鹽、Fe2+鹽和Al3+鹽，這些藥劑是以溶液和懸浮液狀態(tài)使用的除金屬鹽藥劑外，氫氧化鈣也用作沉析藥劑，反應(yīng)生成不溶于水的磷酸鈣。
鋁鹽的混凝沉淀
A l2SO43+6H2O----2A lOH3+3SO42-+6CO2
A l2SO43+2PO4----2A lPO4+3SO42-
pH為6.06.5條件下，每1mol磷需要加鋁1.5-3.0mol如果水顯堿性，加鋁之前應(yīng)先降低pH以減少AlOH3沉淀。
鐵鹽的混凝沉淀
Fe2SO43+3HCO3----FeOH3+2SO42-+3CO2
Fe3++PO43----FePO4↓pH=55.5
每1mol磷需要加鐵（Fe3+1.53mol最佳pH為5.0對磷含量為5mg/l左右的二級(jí)處置水，通過投加100200mg/l氯化鐵（FeCl3.6H2O就可以得到90％以上的磷去除率。
金屬氫氧化物會(huì)形成大塊的絮凝體，純水設(shè)備保養(yǎng)這對于沉析產(chǎn)物的絮凝是有利的同時(shí)還會(huì)吸附膠體狀的物質(zhì)、細(xì)微懸浮顆粒。需要注意的有機(jī)物在以化學(xué)除磷為目的化學(xué)沉析反應(yīng)中的沉析去除是主要的但在分離時(shí)有機(jī)性膠體以及懸浮物的凝結(jié)在絮凝體中則是決定性的過程。
沉析效果是受PH值影響的金屬磷酸鹽的溶解性同樣也受PH影響。對于鐵鹽最佳PH值范圍為5.05.5對于鋁鹽為6.07.0因?yàn)樵谝陨?span>PH值范圍內(nèi)FePO4或AIPO4溶解性最小。另外使用金屬鹽藥劑會(huì)給污水和污泥處置還會(huì)帶來益處，比如會(huì)降低污泥的污泥指數(shù)，有利于沼氣脫硫等。
由于金屬鹽藥劑的投加會(huì)使污水處置廠出水中的Cl-或SO2-4離子含量增加。如果沉析藥劑溶液中另外含有酸的話，則需特別加以注意。
投加金屬鹽藥劑后相應(yīng)會(huì)降低污水的堿度，這也許會(huì)對凈化發(fā)生有利影響。當(dāng)在同步沉析工藝中使用硫酸鐵時(shí)，必需考慮對硝化反應(yīng)的影響。
另外，如果污水處置廠污泥用于農(nóng)業(yè)，使用金屬鹽藥劑除磷時(shí)必需考慮鋁或者鐵負(fù)荷對農(nóng)業(yè)的影響。
石灰的混凝沉淀
5Ca2++4OH-+3HPO42----Ca5OHPO43+3H2O
為使磷的去除率達(dá)到90％以上，需要把pH值調(diào)到10.5-11.0以上。Ca/P重量比為2.2:1以上。
沉折過程中，對于不溶解性的磷酸鈣的形成起主要作用的不是Ca2+而是OH-離子，因?yàn)殡S著pH值的提高，磷酸鈣的溶解性降低，采用CaOH2除磷要求的pH值為8.5以上。
但在pH值為8.510.5范圍內(nèi)除了會(huì)發(fā)生磷酸鈣沉析外，還會(huì)發(fā)生碳酸鈣，這也許會(huì)導(dǎo)致在池壁或渠、管壁上結(jié)垢。其反應(yīng)式
Ca2++CO32-CaCO3
與鈣進(jìn)行磷酸鹽沉析的反應(yīng)除了受到PH值的影響，純水設(shè)備保養(yǎng)另外還受到碳酸氫根濃度(堿度)影響。一定的PH值惰況下，鈣的投加量是與堿度成正比的
對于軟或中硬的污水，采用鈣沉析時(shí)，為了達(dá)到所要求的PH值所需要的鈣量是很少的具有強(qiáng)緩沖能力的污水相反則要求較大的鈣投加量。
3化學(xué)除磷藥劑投加點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)
化學(xué)除磷工藝可按化學(xué)藥劑的投加地點(diǎn)來分類，實(shí)際中常采用的有：前置除磷、同步除磷和后置除磷。
前置除磷工藝的特點(diǎn)是化學(xué)藥劑投加在沉砂池中、初沉池的進(jìn)水渠（管）中、或者文丘里渠（利用渦流）中。其一般需要設(shè)置發(fā)生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應(yīng)發(fā)生的沉析產(chǎn)物（大塊狀的絮凝體）初沉池中通過沉淀被分離。如果生物段采用的生物濾池，則不允許使用鐵鹽藥劑，以防止對填料發(fā)生危害（發(fā)生黃銹）
前置除磷工藝由于僅在現(xiàn)有工藝前端增加化學(xué)除磷措施，比較適合于現(xiàn)有污水處置廠的改建，通過這一工藝方法不只可以除磷，而且可以減少生物處置設(shè)施的負(fù)荷。常用的化學(xué)藥劑主要是石灰和金屬鹽藥劑。前置除磷后控制剩余磷酸鹽的含量為1.5-2.5mg/L完全能滿足后續(xù)生物處置對磷的需要。
同步除磷是目前使用最廣泛的化學(xué)除磷工藝，國外約占所有化學(xué)除磷工藝的50%其工藝是將化學(xué)藥劑投加在曝氣池出水或二沉池進(jìn)水中，個(gè)別情況也有將藥劑投加在曝氣池進(jìn)水或回流污泥渠（管）中。
目前已確定對于活性污泥法工藝和生物轉(zhuǎn)盤工藝可采用同步化學(xué)除磷方法，但對于生物濾池工藝能否將藥劑投加在二次沉淀池進(jìn)水中尚值得探討。
后置除磷是將沉析、絮凝以及被絮凝物質(zhì)的分離在一個(gè)與生物處置相分離的設(shè)施中進(jìn)行，因此也叫二段法工藝。一般將化學(xué)藥劑投加到二沉池后的一個(gè)混合池中，并在其后設(shè)置絮凝池和沉淀池（或氣浮池）
對于要求不嚴(yán)的受納水體，后置除磷工藝中可采用石灰乳液藥劑，但必需對出水pH值加以控制，如可采用CO2進(jìn)行中和。
采用氣浮池可以比沉淀池更好地去除懸浮物和總磷，但因?yàn)樾枰愣ü⿷?yīng)空氣因而運(yùn)行費(fèi)用較高。
4化學(xué)除磷對污水處理的影響
1化學(xué)除磷對污水處置廠出水金屬含量的影響
污水處置廠出水中金屬和藥劑的含量主要取決于對懸浮物的分離，當(dāng)然藥劑的投加、投加系數(shù)β、pH值、污水堿度及投加技術(shù)也都對其有影響。
污水處置廠出水中的鐵和鋁一般是難溶解的磷酸鹽和氫氧化物，并以懸浮狀態(tài)存在
正常藥劑投加量、pH為中性及有足夠好的二次沉淀池或沉淀池的情況下，鋁和鐵的含量一般不會(huì)超過1.0mg/l而且盡管污水處置廠進(jìn)水中的鐵常常超過1.0mg/l對于絮凝濾池出水中鐵或鋁的含量一般小于0.5mg/l
2化學(xué)除磷對出水中鹽含量的影響
采用金屬藥劑進(jìn)行磷沉析肯定會(huì)導(dǎo)致污水處置廠出水中的鹽(Cl-或SO42-含量)增加。
含有少量工業(yè)廢水的鄉(xiāng)村污水處置廠正常出水中Cl-＜100mg/lSO24-＜200mg/l也就是說采用金屬藥劑后出水中的鹽含量Cl-升高50%SO42-升高25%當(dāng)受納水體有嚴(yán)格求時(shí)，應(yīng)對鹽含量進(jìn)行驗(yàn)算。
因在磷酸鹽沉析的同時(shí)，重碳酸鹽也被去除，所以出水中的總含鹽量(電導(dǎo)率)幾乎堅(jiān)持不變。
3化學(xué)除磷對堿度的影響
水的堿度是指使一升水達(dá)到某一PH值的HCI用量，純水設(shè)備保養(yǎng)堿度也是指對酸的緩沖能力。污水處置廠進(jìn)水的堿度對應(yīng)的其所在流域飲用水的堿度和由銨產(chǎn)生的堿度。磷酸鹽沉析時(shí)，只要鐵或鋁離子進(jìn)入水溶液中就形成六水復(fù)和體；一般形式為MeH2O3+6Me金屬)這種復(fù)合體象酸一樣可進(jìn)一步水解：
MeH2O63+3H++MeOH3+3H2O
該反應(yīng)與溶液的pH值有關(guān)，同時(shí)會(huì)降低水的堿度。由于氫氧化物以難溶的復(fù)合體形式沉析出來，不會(huì)提高污水的堿度，所以對于金屬氫氧化物的沉析必需估算酸當(dāng)量，對于金屬磷酸鹽的沉析也是一樣。同步沉析中分離磷酸鹽只能略微提高污水的堿度。
4化學(xué)除磷對剩余污泥產(chǎn)量的影響
正如前面所述的一樣，污水中溶解性磷去除結(jié)果就是發(fā)生污泥，不同的工藝，污泥的排除位置也不相同。對于同步沉析則是以剩余污泥的形式排出設(shè)施。剩余污泥產(chǎn)量是污泥處置設(shè)計(jì)、運(yùn)行的重要參數(shù)，帶有同步沉析化學(xué)除磷時(shí)，單位污泥產(chǎn)量是由去除BOD5發(fā)生的剩余污泥和同步沉析除磷的沉析物所組成。
對于由同步沉析，化學(xué)除磷發(fā)生污泥由沉析藥劑的類型、所投加金屬離子與需沉析磷的克分子比來確定。投加系數(shù)β=1.5時(shí)，投加1kgFe發(fā)生產(chǎn)2.5kg干物質(zhì)，或投加1kgA l發(fā)生產(chǎn)4kg干物質(zhì)。
5化學(xué)除磷對硝化反應(yīng)的影響
采用硫酸鐵藥劑進(jìn)行同步沉析時(shí)，對硝化反應(yīng)是有阻礙影響的這種情況下故而推薦將污泥泥齡提高10%采用氯化鐵鹽藥劑對硝化反應(yīng)是沒有影響的表2各種沉析工藝對硝化反應(yīng)的影響系數(shù)，這種影響系數(shù)是指在特定工藝條件下的污泥泥齡與慣例工藝條件下(無磷的去除，且在同等硝化反應(yīng)能力情況下)污泥泥齡的比值。
因?yàn)樵谇俺廖龅耐瑫r(shí)非溶解狀的碳化合物也會(huì)被沉析出來，由此不能為氮氧化過程的穩(wěn)定所要求的反硝化反應(yīng)提供足夠的碳化合物，所以前沉析對氮的去除也會(huì)發(fā)生負(fù)作用。經(jīng)常呈現(xiàn)的問題是通過一次沉淀已去除掉許多碳化合物，這常缺乏于前置反硝化反應(yīng)所需，再經(jīng)前沉析更加劇了這種矛盾。
本文由上海皙全水處理設(shè)備網(wǎng)提供任何人和單位不得轉(zhuǎn)載盜用”。 上海水處理設(shè)備， 純水設(shè)備 ， 上海純水設(shè)備，純水設(shè)備保養(yǎng)
- 上一篇：智慧水務(wù)發(fā)展如火如荼，2024年預(yù)計(jì)達(dá)270億元，如何抓住機(jī) 2019/6/15
- 下一篇：祝賀蘇州皙全純水設(shè)備有限公司年初八開工大吉 2018/2/23
