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什么是除磷劑?

生物除磷是一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)的除磷方法,但由于該除磷工藝目前還不能保證穩(wěn)定達(dá)到0.5mg/l出水標(biāo)準(zhǔn)的要求,所以要達(dá)到穩(wěn)定的出水標(biāo)準(zhǔn),常需要采取投加除磷劑的措施來滿足要求。

1、什么是除磷劑?

除磷劑是通過化學(xué)沉析過程完成除磷的的藥劑,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)的化學(xué)沉析反應(yīng)的除磷過程。實(shí)際上投加藥劑后,污水中進(jìn)行的不僅是沉析反應(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(jiǎn)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、除磷劑的種類

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。

3、除磷劑對(duì)污水處理的影響

(1)除磷劑對(duì)污水處理廠出水金屬含量的影響
在污水處理廠出水中金屬和藥劑的含量主要取決于對(duì)懸浮物的分離,當(dāng)然藥劑的投加、β值、pH值、污水堿度及投加技術(shù)也都對(duì)其有影響。

在污水處理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。

在正常藥劑投加量(如β=1.5,同步沉析)、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,而且盡管污水處理廠進(jìn)水中的鐵常常超過1.0mg/l;對(duì)于絮凝濾池出水中鐵或鋁的含量一般小于0.5mg/l。

(2)除磷劑對(duì)出水中鹽含量的影響
采用金屬藥劑進(jìn)行磷沉析必然會(huì)導(dǎo)致污水處理廠出水中的鹽(Cl-或SO42-含量)增加。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)幾乎保持不變。

(3)除磷劑對(duì)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,堿度也是指對(duì)酸的緩沖能力。污水處理廠進(jìn)水的堿度對(duì)應(yīng)的是其所在流域飲用水的堿度和由銨產(chǎn)生的堿度。在磷酸鹽沉析時(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Me(H2O)3+6(Me:金屬),這種復(fù)合體象酸一樣可進(jìn)一步水解:
Me(H2O)63+→3H++Me(OH)3+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(duì)于金屬氫氧化物的沉析必須估算酸當(dāng)量,對(duì)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)除磷劑對(duì)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)果就是產(chǎn)生污泥,不同的工藝,污泥的排除位置也不相同。對(duì)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)量是污泥處理設(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產(chǎn)生的剩余污泥和同步沉析除磷的沉析物所組成。

對(duì)于由同步沉析,化學(xué)除磷產(chǎn)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。在β=1.5時(shí),投加1kgFe產(chǎn)生產(chǎn)2.5kg的干物質(zhì),或投加1kgAl產(chǎn)生產(chǎn)4kg的干物質(zhì)。

(5)除磷劑對(duì)硝化反應(yīng)的影響
在采用硫酸鐵藥劑進(jìn)行同步沉析時(shí),對(duì)硝化反應(yīng)是有阻礙影響的,在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(duì)硝化反應(yīng)是沒有影響的。表4是各種沉析工藝對(duì)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常規(guī)工藝條件下(無磷的去除,且在同等硝化反應(yīng)能力情況下)的污泥泥齡的比值。
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(duì)氮的去除也會(huì)產(chǎn)生負(fù)作用。經(jīng)常出現(xiàn)的問題是,通過一次沉淀已去除掉許多碳化合物,這常不足于前置反硝化反應(yīng)所需,再經(jīng)前沉析更加劇了這種矛盾。

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