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化學(xué)除磷藥劑的選擇

發(fā)布日期:2020-07-02 09:30:16來源:鞏義市盛世凈水材料有限公司

而我們所稱的化學(xué)除磷其實指的就是去除正磷酸鹽!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)。實際上投加化學(xué)藥劑后,污水中進行的不僅是沉析反應(yīng),同時還發(fā)生著化學(xué)絮凝作用,即形成的細小的非溶解狀的固體物互相粘結(jié)成較大形狀的絮凝體。

化學(xué)除磷藥劑的選擇,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。許多高價金屬離子藥劑投加到污水中后都會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。

鋁鹽除磷方程式:

Al2(SO4)3+6H2O→2Al(OH)3+3SO42-+6CO2
Al2(SO4)3+2PO43-→2AlPO4+3SO42-

在pH為6.0-6.5的條件下,每1mol的磷需要加鋁1.5~3.0mol。如果水顯堿性,在加鋁之前應(yīng)先降低pH以減少Al(OH)3沉淀。

鐵鹽除磷方程式:

Fe2(SO4)3+3HCO3-→Fe(OH)3+2SO42-+3CO2
Fe3++PO43-→FePO4↓? ?pH=5~5.5

每1mol磷需要加鐵(Fe3+)1.5~3mol,佳pH為5.0。

對磷含量為5mg/L左右的二級處理水,通過投加100~200mg/L的氯化鐵(FeCl3.6H2O)就可以得到90%以上的磷去除率。

金屬氫氧化物會形成大塊的絮凝體,這對于沉析產(chǎn)物的絮凝是有利的,同時還會吸附膠體狀的物質(zhì)、細微懸浮顆粒。需要注意的是有機物在以化學(xué)除磷為目的化學(xué)沉析反應(yīng)中的沉析去除是次要的,但在分離時有機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的影響。對于鐵鹽佳pH值范圍為5.0~5.5,對于鋁鹽為6.0~7.0,因為在以上pH值范圍內(nèi)FePO4或AIPO4的溶解性小。另外使用金屬鹽藥劑會給污水和污泥處理還會帶來益處,比如會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使污水處理廠出水中的Cl-或SO42-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)會降低污水的堿度,這也許會對凈化產(chǎn)生不利影響。當(dāng)在同步沉析工藝中使用硫酸鐵時,必須考慮對硝化反應(yīng)的影響。

另外,如果污水處理廠污泥用于農(nóng)業(yè),使用金屬鹽藥劑除磷時必須考慮鋁或者鐵負荷對農(nóng)業(yè)的影響。

石灰除磷方程式:

5Ca2++4OH-+3HPO42-→Ca5OH(PO4)3+3H2O

為使磷的去除率達到90%以上,需要把pH值調(diào)到10.5~11.0以上。Ca/P的重量比為2.2:1以上。

沉析過程中,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,因為隨著pH值的提高,磷酸鈣的溶解性降低,采用Ca(OH)2除磷要求的pH值為8.5以上。

但在pH值為8.5到10.5的范圍內(nèi)除了會產(chǎn)生磷酸鈣沉析外,還會產(chǎn)生碳酸鈣,這也許會導(dǎo)致在池壁或渠、管壁上結(jié)垢。與鈣進行磷酸鹽沉析的反應(yīng)除了受到pH值的影響,另外還受到碳酸氫根濃度(堿度)的影響。在一定的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,為了達到所要求的pH值所需要的鈣量是很少的,具有強緩沖能力的污水相反則要求較大的鈣投加量。
化學(xué)除磷藥劑投加點的選擇

化學(xué)除磷工藝可按化學(xué)藥劑的投加地點來分類,實際中常采用的有:前置除磷、同步除磷和后置除磷。

前置除磷工藝的特點是化學(xué)藥劑投加在沉砂池中、初沉池的進水渠(管)中、或者文丘里渠(利用渦流)中。其一般需要設(shè)置產(chǎn)生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應(yīng)產(chǎn)生的沉析產(chǎn)物(大塊狀的絮凝體)在初沉池中通過沉淀被分離。如果生物段采用的是生物濾池,則不允許使用鐵鹽藥劑,以防止對填料產(chǎn)生危害(產(chǎn)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)有污水處理廠的改建,通過這一工藝步驟不僅可以除磷,而且可以減少生物處理設(shè)施的負荷。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)生物處理對磷的需要。

同步除磷是目前使用廣泛的化學(xué)除磷工藝,在國外約占所有化學(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水中,個別情況也有將藥劑投加在曝氣池進水或回流污泥渠(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)的分離在一個與生物處理相分離的設(shè)施中進行,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混合池中,并在其后設(shè)置絮凝池和沉淀池(或氣浮池)。

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