污水化学沉淀法除磷原理及特点

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污水化学沉淀法除磷原理及特点

发布时间：2018/6/24 11:05:27 点击率：

　　化学沉淀法除磷
　　

化学沉淀法除磷原理
　　化学除磷的基本原理主要分为：沉淀反应、凝聚作用、絮凝作用、固液分离。沉淀反应和凝聚过程在一个混合单元内进行，目的是使沉淀剂在污水中快速有效地混合。凝聚过程中，沉淀所形成的胶体和污水中原已存在的胶体凝聚为直径在l0～15m范围内的主粒子。絮凝过程中主粒子相互结合在一起形成更大的粒子絮体，该过程的意义在于增加沉淀物颗粒的大小，使得这些颗粒能够通过典型的沉淀或气浮加以分离，固液分离可单独进行，也可与初沉污泥和二沉污泥的排放相结合。
　　可用于化学除磷的金属盐有三种：钙盐、铁盐和铝盐，最常用的是石灰、硫酸铝、铝酸钠、氧化铁、硫酸铁、硫酸亚铁和氯化亚铁。一般认为磷酸盐沉淀是配位基参与竞争的电性中和沉淀，即通过PO43-与铝离子、铁离子或钙离子的化学沉淀作用加以去除。磷酸盐沉淀常有伴生反应，产物具有絮凝作用。在一定条件下，磷酸盐沉淀可能是化学络合起主要作用，而不是以电性中和为主。通过对硫酸铝和聚硫酸硅铝(PASS)的研究表明，磷的吸附和去除主要是一种特殊作用力下的络合反应的结果。特别是正磷酸盐的去除过程中，氢氧化铝的吸附起很重要的作用，而不是典型的化学沉淀起主要作用。
　　硫酸亚铁,聚合硫酸铁

污水化学除磷的特点
　　(1)除磷效果
　　化学法的除磷效率高于生物除磷且稳定可靠。一般情况下，出水TP含量可满足小于1mg／L的排放要求；当化学法结合后续生物处理时，出水的TP含量可望满足0.5mg／L的排放要求；在化学法后增加出水过滤，出水TP可达至00.2mg／L。
　　(2)pH值
　　虽然Ca5(0H)2，(PO4)3 处于热力学稳定态，但除磷效率取决于磷酸钙的溶解度，利用pH和磷酸钙浓度之间的关系可优化反应器的除磷效率。磷酸钙类沉淀物的溶解度曲线和大量石灰法化学除磷实践表明，pH必须调节到较高值(通常为10.5左右)才能使残留的溶解磷浓度降到较低的水平。石灰法除磷的pH值通常控制存10以上，由于过高的pH会抑制和破坏微生物的增殖和活性。因此石灰法不能用于协同沉淀。经过石灰法前置沉淀除磷的原污水pH值往往偏高，虽然生物处理过程中产生的二氧化碳以及硝化作用对碱度的消耗都能使pH有所降低，但经过石灰法除磷的初沉污水在进入生物处理系统之前仍需采取pH调节措施。经过石灰法后置沉淀除磷的污水必须调节pH才能满足排放要求。
　　(3)投加金属盐剂量
　　对于投加石灰的化学除磷，在pH>IO的条件下，污水中的碳酸氢根碱度和石灰发生反应生成碳酸钙沉淀。石灰法除磷所需的石灰投加量基本上取决于污水的碱度(满足除磷要求的石灰投加量大致为总碳酸钙碱度的1.5倍)，而不是污水的含磷量。
　　对于投加铁盐、铝盐的化学除磷，从化学反应的观点来看，三价金属离子和磷酸离子是以等摩尔进行反应，所以药剂的投加量应取决于磷的存在量。但是化学药剂的实际投加量总是大于根据化学计量关系预测的药剂投量，这是因为污水中的氢氧根离子与药剂反应而生成氢氧化物，耗去了相当数量的药剂。氢氧化物也能形成絮体，特别能吸附ss，从而可去除ss中所含的磷。磷酸盐前置沉淀可降低后续生物处理的负荷，但为提高有机物和磷的去除率而加大投药量，往往会导致后续工艺中碳磷比失调，生物性受到破坏，故要特别注意投药量，以确保后续生物处理单元的营养比例。
　　(4)污泥特点
　　铁盐和铝盐投加所产生的化学沉淀物，必然导致处理系统的污泥体积和污泥总量的增加。如果要获得更低的出水磷浓度，沉淀过程将处在平衡区，并出现氢氧化铁或氢氧化铝的沉淀，污泥产生量将出现更明显的增加。对于污泥量的增加，有必要预先采取控制措施，如对某一处理单元或最终出水中的磷进行在线测定。实现对生物、化学除磷过程的自动调节，有效控制加药量以节省运行费用并提高除磷效果。

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