絮凝剂对除磷的作用
关于化学除磷，我们日常使用的药剂主要是絮凝剂，如PAC，聚合铝铁，氯化铝，硫酸铝，硫酸亚铁等。对于化学除磷，过去大家并没有过多关注絮凝剂对生物处理系统的潜在作用问题，本次论坛答疑活动中，刘智晓博士结合自己的研究和实践提出，实际运营中要关注同步化学除磷的对生物处理系统的潜在负面作用，并由此引发了热烈争论。
对此问题形成了两种截然不同的观点，有一种持正面观点的认为“絮凝剂尤其是铝盐对活性污泥中的微生物存在抑制作用”。这种观点认为，只有当铝盐投加到一定浓度才会显示出抑制作用影响，即存在一个“阈值”，很多污水厂之所以没有观察到这种抑制作用，一部分原因是投加量较低，不足以显示出铝盐潜在的抑制作用；尽管有些厂看上去出水氨氮也能达标，硝化也很好，但是这并不意味着抑制作用不存在，只是因为通过其它的工艺调整措施，比如增加曝气能耗等方面掩盖或者弥补了絮凝剂的负面作用，但却在增加运行能耗等负面付出了代价等。
持“铝盐对活性污泥中的微生物存在抑制作用”这种观点的网友，还列举了大量的国内外的研究报导予以佐证，包括清华大学环境学院进行的“十一五”国家科技支撑计划项目的研究报导，以及国外的
一些资料文献。根据清华大学的研究报导表明，化学除磷Fe3+、Al3+的投加对活性污泥影响存在抑制作用，其中Al3+强于Fe3+，当Al3+的投加量达到10-3mol/L时，会对生化单元内微生物的活性产生较为明显的抑制作用。
当然，还有一些网友认为“铝盐对活性污泥并不存在抑制作用”，并以北京排水集团的高碑店、小红门污水处理厂为例。这两个厂化学除磷投加的就是铝盐，网友表示，两年多的运行实践表明，不存在所谓抑制作用，铝盐的投加只是提高了污泥的沉降性能。
对于以上争论，刘博士总结，对于三级深度处理采用的后臵化学除磷，是不存在抑制作用的，因为这部份化学污泥不再返回或滞留在生物系统。但是对于同步化学除磷，也就是絮凝剂投加在曝气池出水的情况，结果则有所不同。可以肯定的是，对于絮凝剂同步投加情况，化学药剂富集是对活性污泥系统存在潜在负面作用的。目前的研究及生产实践都已经证明了这一点，因此，我们需要引起重视。尤其是对于铝盐同步投加情况，絮凝剂只能随剩余污泥排出系统，持续性投加絮凝剂会逐渐富集在活性污泥系统，对活性污泥生物活性是存在潜在的抑制作用的。当然有个事实，就是需要达到一定浓度或者投加量才会表现出来这种抑制作用。国外也有文献报导，一定条件下，化学除磷药剂不但抑制硝化过程，甚至能引起生物除磷效率的降低。
对于不同絮凝剂的差别，根据目前的研究和生产实践来看，以铁
盐为主或者含有铁盐的絮凝剂对活性污泥种群活性抑制较小，现在有些厂已经开始尝试使用诸如聚合铝铁等絮凝剂。对于有些网友质疑化学除磷不会有高的絮凝剂投量时，刘智晓表示，每个厂的情况不同，不能一概而论。对于生物除磷作用功能较弱的污水厂，出水标准提高而又没有进行生物除磷的改造时，只能依赖化学除磷强化对磷的去除，这种情况下絮凝剂投量就较高，尤其是对出水要求较高的污水厂。当出水TP要求低于1mg/L时，随着TP指标要求的提高，絮凝剂投加量呈指数增加，而不是线性增加
因此，刘智晓博士提出，对于活性污泥系统，如果采用投加絮凝剂实现化学除磷，必须考虑到药剂对污泥活性的负面影响，尤其是对于同步投加情况，更需关注持续投加对活性污泥的负面作用。其基本原则是尽量发挥生物系统自身的内在处理潜力，甚至进行必要的改造，强化生物除磷，尽量控制药剂尤其是铝盐的投加量。另外，控制化学药剂的投量不仅能降低化学污泥的产率，而且也能改善微生物的生存环境。
污水处理厂化学除磷
一、现状
由于广泛使用含磷洗涤剂，我国城市污水中普遍含有一定量的磷，一般为5-10mg/L。磷是藻类繁殖所需各种成分中的限制性因素之一，水体中磷含量的高低与水体富营养化程度有密切的关系。同时，对于引发水体富营养化而言，磷的作用远大于氮的作用，水体中磷的浓度达到一定数值时就可以引起水体的富营养化。因此，在污水处理中进行除磷是必要的。我国《城镇污水处理常污染物排放标准》（GB18918-2002）中明确规定，自2006年1月1日起建设的污水处理厂总磷指标的一级A排放标准为0.5mg/L。污水中的磷可以通过化学和生物两种方法去除。生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于现阶段生物除磷工艺还无法保证出水总磷稳定达到0.5mg/L标准的要求，所以常需要采用或辅助以化学除磷措施。
二、化学除磷原理
化学除磷主要是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类（如磷酸盐）反应生成颗粒状、非溶解性的物质。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅是沉析反应，同时还发生着化学絮凝作用，即形成的细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的絮凝体。
三、化学除磷药剂
为了生成非溶解性的磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙。许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物，但出于经济原因考虑，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+盐、Fe2+盐和Al3+盐，这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。除金属盐药剂外，氢氧化钙也用作沉析药剂，反应生成不溶于水的磷酸钙。污水化学除磷中常用的药剂类型详见表1。
表1 污水净化常用药剂
类型名称分子式状态
铝盐硫酸铝
Al2(SO4)3〃18H2O 固体
Al2(SO4)3〃14H2O 液体
nAl2(SO4)3〃xH2O+mFe2(SO4)3〃yH2O 固体氯化铝
AlCl3 液体
AlCl3+FeCl3 液体聚合氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]m 液体
二价铁盐硫酸亚铁FeSO4〃7H2O 固体
FeSO4液体
氯化硫酸铁FeClSO4 液体（约40%）三价铁盐
氯化铁FeCl3 液体（约40%）熟石灰氢氧化钙Ca(OH)2约40%的乳液
四、化学除磷工艺
化学除磷工艺可按化学药剂的投加地点来分类，实际中常采用的有：前臵除磷、同步除磷和后臵除磷。
4.1 前臵除磷
前臵除磷工艺的特点是化学药剂投加在沉砂池中、初沉池的进水渠（管）中、或者文丘里渠（利用涡流）中。其一般需要设臵产生涡流的装臵或者供给能量以满足混合的需要。相应产生的沉析产物（大块状的絮凝体）在初沉池中通过沉淀被分离。如果生物段采用的是生物滤池，则不允许使用铁盐药剂，以防止对填料产生危害（产生黄锈）。前臵除磷工艺由于仅在现有工艺前端增加化学除磷措施，比较适合于现有污水处理厂的改建，通过这一工艺步骤不仅可以除磷，而且可以减少生物处理设施的负荷。常用的化学药剂主要是石灰和金属盐药剂。前臵除磷后控制剩余磷酸盐的含量为1.5-2.5mg/L，完全能满足后续生物处理对磷的需要。
4.2 同步除磷
同步除磷是目前使用最广泛的化学除磷工艺，在国外约占所有化学除磷工艺的50%。其工艺是将化学药剂投加在曝气池出水或二沉池进水中，个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠（管）中。目前已确定对于活性污泥法工艺和生物转盘工艺可采用同步化学除磷方法，但对于生物滤池工艺能否将药剂投加在二次沉淀池进水中尚值得探讨。
4.3 后臵除磷
后臵除磷是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物处理相分离的设施中进行，因此也叫二段法工艺。一般将化学药剂投加到二沉池后的一个混合池中，并在其后设臵絮凝池和沉淀池（或气浮池）。对于要求不严的受纳水体，在后臵除磷工艺中可采用石灰乳液药剂，但必须对出水pH值加以控制，如可采用CO2进行中和。
采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷，但因为需要恒定供应空气因而运行费用较高。三种除磷工艺的优缺点汇总见表2。
表2 各种化学除磷工艺比较
工艺类型优点缺点
前臵除磷工艺1）能降低生物处理构筑物负荷，平衡负荷
的波动变化，从而降低能耗；
2）与同步除磷相比，活性污泥中有机成分
不会增加；
3）现有污水厂易于实施改造。
1）总污泥产量增加；
2）影响反硝化反应（底物分解过多）；
3）对改善污泥指数不利。
同步除磷工艺1）通过污泥回流可以充分利用除磷药剂；
2）如果将药剂投加到曝气池中，可采用价
格较便宜的二价铁盐药剂；
3）金属盐药剂会使活性污泥重量增加，从
而可以避免污泥膨胀；
4）同步除磷设施的工程量较小。
1）采用同步除磷工艺会增加污泥产量；
2）采用酸性金属盐药剂会使pH值下降到
最佳范围以下，对硝化反应不利；
3）硝酸盐污泥和剩余污泥混合在一起，回
收磷酸盐较为困难，此外在厌氧状态下污
泥中磷会再释放；
4）回流泵会破坏絮体，但可通过投加高分
子絮凝助凝剂减轻这种危害。
后臵除磷工艺
1）硝酸盐的沉淀与生物处理过程相分
离，互不影响；
2）药剂投加可以按磷负荷的变化进行控
制；
3）产生的磷酸盐污泥可以单独排放，并
可以加以利用。
后臵除磷工艺所需投资大、运行费用高，
但当新建污水处理厂时，采用后臵除磷工
艺可以减小生物处理二沉池的尺寸。
化学除磷的设计计算
摘要：本文暂时没有提供摘要。关键词：化学除磷,设计计算
中国市政工程西北设计研究院
唐建国林洁梅
1 前言
在静止的或流动缓慢的水体中，如果磷的浓度过高，会造成水体的富营养化，其危害已众所周知，因而在污水处理中进行除磷是必要的。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。
磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l 出水标准的要求，所以要达到稳定的出水标准，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的基本机理、主要工艺形式和药剂投加量的计算方法。
2 污水中的磷负荷
欧洲一些国家曾对生活污水中的总磷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的含量g/人〃d
来源1975年调查1985年调查1989年调查
1.9 1.9 1.9
人类食物(通过人体排
泄)
洗涤剂＜1.6 3.0 1.1
合计＜3.5 4.9 3.0 由人类食物产生的磷是不变的，但国内外目前普遍开始采用无磷洗涤剂，所以由洗涤剂产生的磷几年降低了许多。城市污水原水中的磷浓度在我国主要取决于工业废水中的磷含量。国外生活污水一般为10～25mg/l，我国一般为5～10mg/l。其大部分是无机化合磷，并是溶解状的，这一部分主要由来自洗涤剂的正磷酸盐和稠环磷酸盐组成。总磷中的一小部分是有机化合磷，其以溶解和非溶解状态存在。稠环磷酸盐(如P3O105-)和有机化合磷(核酸 )一般在污水管网中和污
水处理中就已经转化为正磷酸盐(PO43-)。
3 化学除磷的基础
化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程，反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异(如图1所示)。
FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl 式1 污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。
在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。
4 化学除磷药剂的类型
根据化学沉析反应的基础，为了生成磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙(熟石灰)。许多高价金属离子药剂投加到污水中后，都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物。出于经济原因，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和Fe2+盐和石灰。这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。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 与沉析反应相竞争的反应是金属离子与OH的反应，所以对于各种不同的金属盐产品应注意的是金属的离子量，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的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有
机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。
沉析效果是受PH值影响的，金属磷酸盐的溶解性同样也受PH的影响。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的溶解性最小。另外使用金属盐药剂会给污水和污泥处理还会带来益处，比如会降低污泥的污泥指数，有利于沼气脱硫等。
由于金属盐药剂的投加会使污水处理厂出水中的Cl-或SO2-4离子含量增加。如果沉析药剂溶液中另外含有酸的话，则需特别加以注意。
投加金属盐药剂后相应会降低污水的碱度，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的影响。
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的影响。
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，对于不溶解性的磷酸钙的形成起主要作用的不是Ca2+，而是OH-离子，因为随着pH值的提高，磷酸钙的溶解性降低，采用Ca(OH)2除磷要求的pH值为8.5以上。磷酸钙的形成是按反应式6进行的：
5Ca2++3po43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓pH ≥8.5
式6
但在pH值为8.5到10.5的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的反应除了受到PH值的影响，另外还受到碳酸氢根浓度(碱度)的影响。在一定的PH值惰况下，钙的投加量是与碱度成正比的。
对于软或中硬的污水，采用钙沉析时，为了达到所要求的PH值所需要的钙量是很少的，具有强缓冲能力的污水相反则要求较大的钙投加量。
污水除磷常用的药剂类型详见表2。
表2 污水净化的常用药剂一览表
类型名称分子式状态
铝盐硫酸铝
Al
2
(SO
4
)
3〃
18H
2
O固体
Al
2
(SO
4
)
3〃
14H
2
O 液体
nAl
2
(SO
4
)
〃
xH
2
O+mFe
2
(SO
4
)
3〃
yH
2
O 固体
氯化铝
AlCl
3
液体（约40%）
AlCl
3
+FeCl
3
液体
聚合氯化铝[Al(OH)n
〃
Cl
3-n
]
m
液体
二价铁盐硫酸亚铁FeSO
4〃7H
2
O 固体
FeSO
4
液体
三价铁盐氯化硫酸铁FeClSO
4
液体（约40%）
硫酸铁Fe
2
(SO
4
)
3
液体（约40%）
氯化铁FeCl
3〃
6H
2
O 液体（约40%）
熟石灰氢氧化钙Ca(OH)
2
约40%的乳液5 化学沉析工艺
化学沉析工艺是按沉析药剂的投加地点来区分的，实际中常采用的有：前沉析、同步沉析和后沉析或在生物处理之后加絮凝过滤。
(1)前沉析
前沉析工艺的特点是沉析药剂投加在沉砂池中，或者初次沉淀池的进水渠(管)中，或者文丘里渠(利用涡流)中。其一般需要设臵产生涡流的装臵或者供给能量以满足混合的需要。相应产生的沉析产物(大块状的絮凝体)则在一次沉淀池中通过沉淀而被分离。如果生物段采用的是生物滤池，则不允许使Fe2+药剂，以防止对填料产生危害(产生黄锈)。
前沉析工艺(如图2所示)特别适合于现有污水处理厂的改建(增加化学除磷措施)，因为通过这一工艺步骤不仅可以去除磷，而且可以减少生物处理设施的负荷。常用的沉析药剂主要是生灰和金属盐药剂。经前沉析后剩余磷酸盐的含量为1.5-2.5mg/1，完全能满足后续生物处理对磷的需要。
(2)同步沉析
同步沉析是使用最广泛的化学除磷工艺，在国外约占所有化学除磷工艺的50%。其工艺是将沉析药剂投加在曝气池出水或二次沉淀池进水中，个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠(管)中。
图3是采用同步沉析的活性污泥法工艺简图。当采用生物转盘工艺时，情况和活性污泥法类似，但对于生物滤池工艺能否将药剂投加在二次沉淀池进水中尚值得探讨。
(3)后沉析
后沉析是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物设施相分离的设施中进行，因而也就有二段法工艺的说法。一般将沉析药剂投加到二次沉淀池后的一个混合池(M池)中，并在其后设臵絮凝池(F池)和沉淀池(或气浮池)。
后沉析工艺简图如图4所示。对于要求不严的受纳水体，在后沉析工艺中可采用石灰乳液药剂，但必须对出水PH值加以控制，比如采用沼气中的CO2进行中和。
采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷，但因为需恒定供应空气而运转费用较高。
三种工艺的优缺点汇总于表3中。
表 3 各种化学磷工艺的优缺点一览表工艺类型优点缺点前沉析工艺〃能降低生物处理设施的负荷，平均其负荷的波动变化，因而可以降低能耗
〃现有污水厂易于改造实施；〃总污泥产量增；
〃对反硝化反应造成困难（底物分解过多）；
〃对改善污泥指数不利同步沉析工艺〃通过污泥回流可以充分利用沉析药剂；
〃如果是将药剂投加到曝气池中，可采用价格较便宜的二价铁盐药剂〃金属盐药剂会使活性污泥重量增加，从而可以避免活性污泥膨胀；〃同步沉析设施的工程量较小。〃采用同步沉析工艺会增加污泥产量；〃采用酸性金属盐药剂会使ＰＨ下降到最佳范围以下，这对硝化反应不利；
〃磷酸盐污泥和生物剩余污泥是混合在一起的，因而回收磷酸盐是不可能的，此外在厌氧状态下污泥中磷会再溶解；
〃由于回流泵会絮凝体破坏，但通过投加高分子絮凝助凝剂减轻这种危害。后沉析工艺〃磷酸盐的沉析是和生物净化过程相分离的，互相
不产生影响；
〃药剂的投加可按磷负荷的变化进行控制；
〃产生的磷酸盐污泥可以单独排放，并可以加以利用，如用做肥料。〃后沉析工艺所需要的投资大、运行费用高，但当新建污水处理厂时，采用后沉析工艺可以减小生物处理二次沉淀池的尺寸。
6 化学沉析药剂量的计算
由式2和式3去除一分子的磷酸盐，需要一分子的铁盐或者铝盐。为了计算方便，实际计算采用克分子(mol)或者克原子量。如：
1mol H=1g molFe=56g 1molAl=27g 1mol
P=31g
在化学沉析除磷时，去除lmol(31g)P至少需要lmol(56g)Fe，或者至少需要1.8(56/31)倍的Fe，或者O.9(27/31)倍的Al。也就是说去除lgP至少需要1.8g的Fe，或者O.9g的Al。
由于在实际中，反应中并不是1OO%有效进行的，加之OH-会与金属离子竞争反应，生成相应的氢氧化，如式4和式5，所以实际化学沉析药剂投加一般需要超量投加，以保证达到所需要的出水P浓度。德国在计算时，提出了投加系数β的概念，即：
β=(molFe,molAl)／molP
式8
投加系数β是受多种因素影响的，如投加地点、混合条件等，实际投加时建议通过投加试验确定，图5是投加系数和磷减少量的关系。在最佳条件下(适宜的投加、良好的混合和絮凝体的形成条件)β=1；在非最佳条件下，β=2到3或更高。过量投加药剂不仅会使药剂费增加，而且因氢氧化物的大量形成也会使污泥量大大增加，这种污泥体积大、难脱水。
德国在实际计算中，为了有效地去除磷(出水保持＜1mgP/1)，β值为1.5，也就是说去除1kg磷，需要投加：
1.5×（56／31）=
2.7 kg Fe
或者，
1.5×（27／31）=1.3 kg Al
若用石灰作为化学沉析药剂，则不能采用这种计算方法，因为其要求投加的pH值大于8.5，而且投加量受污水碱度(缓冲能力)的影响，所以其投加量必须针对各自的污水通过试验确定。
从严格意义上讲，投加系数β值的概念只适用于后沉析，对于前沉析和同步沉析在计算时还应考虑：
〃回流污泥中含有未反应的药剂；
〃在初次沉淀池中和生物过程去除的磷。
7 计算举例
例1：污水处理厂设计水量为10000m3/d，进水中的P浓度为
14mg/1，出水P浓度要求达到1mg/l。设计采用沉析药剂三氯化铝AlCl3，其有效成分为6%(60g/kgAlCl3)，密度为1.3kg/l。为同步沉析，试计算所需要的药剂量。
解：经过初次沉淀地沉淀处理后去除的磷为2mg/l，则生物处理设施进水的P浓度为11mg/l，经过生物同化作用去除的P为1mg/l。则需经沉析去除的：
P负荷=10000m3/d〃(0.011-0.001)kg/m3=100kg/d
设计采用投加系数β值为1.5，
设计Al的投加量为：1.5×（27／31）×100=130kg Al/d
折算需要药剂量为：130×1000(g/d)/60(g/kg)=2167kg/d
AlCl3
折算需要体积量为：2167(kg/d)/1.3(kg/l)=16671/dAlCl3
化学除磷 6.7.1 污水经二级处理后，其出水总磷不能达到要求时，可采用化学除磷工艺处理。污水一级处理以及污泥处理过程中产生的液体有除磷要求时，也可采用化学除磷工艺。 化学除磷可采用生物反应池的前置投加、后置投加和同步投加，也可采用多点投加。 化学除磷设计中，药剂的种类、剂量和投加点宜根据试验资料确定。 化学除磷的药剂可采用铝盐、铁盐，也可采用石灰。用铝盐或铁盐作混凝剂时，宜投加离子型聚合电解质作为助凝剂。 采用铝盐或铁盐作混凝剂时，其投加混凝剂与污水中总磷的摩尔比宜为～3。化学除磷时应考虑产生的污泥量。 化学除磷时，对接触腐蚀性物质的设备和管道应采取防腐蚀措施。 条文说明： 化学除磷 关于化学除磷应用范围的规定。 《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)规定总磷的排放标准：当达到一级A标准时，在2005年12月31日前建设的污水厂为1mg/l，2006年1月1日起建设的污水厂为l。一般城市污水经生物除磷后，较难达到后者的标准，故可辅以化学除磷，以满足出水水质的要求。 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•18H2O投加量为60～80mg/l 时，进出水磷酸盐磷浓度分别为2～9mg/l和～l，去除率为60～95%。 污泥厌氧处理过程中的上清液、脱水机的过滤液和浓缩池上清液等，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的恶性循环，因此应先进行除磷，一般宜采用化学除磷。 关于药剂投加点的规定。 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。
前言 在静止的或流动缓慢的水体中，如果磷的浓度过高，会造成水体的富营养化，其危害已众所周知，因而在污水处理中进行除磷是必要的。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。 磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求，所以要达到稳定的出水标准，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的基本机理、主要工艺形式和药剂投加量的计算方法。 2 污水中的磷负荷 欧洲一些国家曾对生活污水中的总磷PT做过多次调查，主要结果见表1。 由人类食物产生的磷是不变的，但国内外目前普遍开始采用无磷洗涤剂，所以由洗涤剂产生的磷几年降低了许多。城市污水原水中的磷浓度在我国主要取决于工业废水中的磷含量。国外生活污水一般为10～25mg/l，我国一般为5～10mg/l。其大部分是无机化合磷，并是溶解状的，这一部分主要由来自洗涤剂的正磷酸盐和稠环磷酸盐组成。总磷中的一小部分是有机化合磷，其以溶解和非溶解状态存在。稠环磷酸盐(如P3O105-)和有机化合磷(核酸 )一般在污水管网中和污水处理中就已经转化为正磷酸盐(PO43-)。 3 化学除磷的基础 化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程
涉及的是所谓的相转移过程，反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异(如图1所示)。 FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl式1 污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。 在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。 4 化学除磷药剂的类型 根据化学沉析反应的基础，为了生成磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙(熟石灰)。许多高价金属离子药剂投加到污水中后，都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物。出于经济原因，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和Fe2+盐和石灰。这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。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
化学除磷药剂 化学除磷原理 化学除磷是利用无机金属盐作为沉淀剂，与污水中的磷酸盐类物质反应形成难溶性含磷化合物与絮凝体，将污水中的溶解性磷酸盐分离出来。化学除磷的药剂主要有铁盐、铝盐和石灰，由于石灰对生物处理的pH影响较大，加之容易引起管道堵塞问题；铝盐对人体和生物毒害比较大，给运行管理带来很多麻烦。一般在以生物除磷为主，化学除磷为辅的污水处理厂中很多采用。目前，国内常爱用铁盐作为沉淀剂，其与磷的化学反应式如下（1）： Fe3++PO43- →Fe PO4↓（1） 与沉淀反应相竞争的反应式金属离子与OH-的反应，反应式如下（2）： Fe3++ 3OH- →Fe (OH)3↓（2） 金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，这对于沉淀产物的絮凝是有力的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。 除磷药剂投加量的计算 由式（1）可知去除1mol的磷酸盐，需要1mol的铁离子。由于在实际工程中，反应并不是100%的有效进行的，加之OH-会参与竞争反应，与金属离子反应，生成相应的氢氧化物，如（2）式，所以实际中化学沉淀药剂一般需要超量投加，以保证达到所需的出水P浓度。《给水排水设计手册》第五册和德国设计规范中都提到了同步沉淀化学除磷可按照1mol磷需要1.5mol的铁盐来考虑，为了计算方便，实际中将摩尔换算成质量单位，如1molFe=56gFe，1molP=31gP，也就是去除1kg的磷，当采用铁盐时需要投加：1.5×（56/31）=1.5×1.8=2.7Kg Fe/Kg P， 计算举例： 某城镇污水处理厂规模2万m3/d，已建成稳定运行，二沉池出水排放标准总磷≤1.0mg/L，运行数据表明二沉池出水实测总磷2.5mg/L，欲采用液体三氯化铁（FeCl3）作为同步化学除磷药剂，其有效成分为40%（400g/Kg FeCl3溶液），密度为1.42Kg/L，求所需要的除磷药剂。
化学除磷设计计算 （1）药剂投加点 化学除磷工艺可按化学药剂的投加地点来分类，实际中常采用的有：前置除磷、同步除磷和后置除磷。 前置除磷 前置除磷工艺的特点是化学药剂投加在沉砂池中、初沉池的进水渠（管）中、或者文丘里渠（利用涡流）中。其一般需要设置产生涡流的装置或者供给能量以满足混合的需要。相应产生的沉析产物（大块状的絮凝体）在初沉池中通过沉淀被分离。如果生物段采用的是生物滤池，则不允许使用铁盐药剂，以防止对填料产生危害（产生黄锈）。 前置除磷工艺由于仅在现有工艺前端增加化学除磷措施，比较适合于现有污水处理厂的改建，通过这一工艺步骤不仅可以除磷，而且可以减少生物处理设施的负荷。常用的化学药剂主要是石灰和金属盐药剂。前置除磷后控制剩余磷酸盐的含量为，完全能满足后续生物处理对磷的需要。 同步除磷 同步除磷是目前使用最广泛的化学除磷工艺，在国外约占所有化学除磷工艺的50%。其工艺是将化学药剂投加在曝气池出水或二沉池进水中，个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠（管）中。目前已确定对于活性污泥法工艺和生物转盘工艺可采用同步化学除磷方法，但对于生物滤池工艺能否将药剂投加在二次沉淀池进水中尚值得探讨。 后置除磷 后置除磷是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物处理相分离的设施中进行，因此也叫二段法工艺。一般将化学药剂投加到二沉池后的一个混合池中，并在其后设置絮凝池和沉淀池（或气浮池）。 对于要求不严的受纳水体，在后置除磷工艺中可采用石灰乳液药剂，但必须 进行中和。 对出水pH值加以控制，如可采用CO 2 采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷，但因为需要恒定供应空气因而运行费用较高。 后置除磷考虑利用滤池，也就是采用微过滤的方式。在二沉池出水管道加药，
污水除磷工艺比较与选择 化学除磷 1. 1.1 化学除磷原理 化学除磷主要是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类（如磷酸盐）反应生成颗粒状、非溶解性的物质。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅是沉析反应，同时还发生着化学絮凝作用，即形成的细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的絮凝体。 污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。 1.2 化学除磷药剂 为了生成非溶解性的磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙。许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物，但出于经济原因考虑，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+盐、Fe2+盐和Al3+盐，这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。除金属盐药剂外，氢氧化钙也用作沉析药剂，反应生成不溶于水的磷酸钙。 表1 污水净化常用药剂
铝盐的混凝沉淀 Al 2(SO 4 ) 3 + 6H 2 O----2Al(OH) 3 +3SO 4 2-+6CO 2 Al 2 (SO 4 ) 3 + 2PO 4 ----2AlPO 4 +3SO 4 2- 在pH为6.0—6.5的条件下，每1mol的磷需要加铝1.5-3.0 mol。如果水显碱性，在加铝之前应先降低pH以减少Al(OH) 3 沉淀。 铁盐的混凝沉淀 Fe 2(SO 4 ) 3 + 3HCO 3 ----Fe(OH) 3 +2SO 4 2-+3CO 2 Fe3+ + PO 43----FePO 4 ↓pH=5～5.5 每1mol磷需要加铁（Fe3+) 1.5—3 mol，最佳pH为5.0。 对磷含量为5mg/l左右的二级处理水，通过投加100－200mg/l的氯化铁 （ FeCl 3.6H 2 O)就可以得到90％以上的磷去除率。 金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。
化学除磷合集
絮凝剂对除磷的作用 关于化学除磷，我们日常使用的药剂主要是絮凝剂，如PAC，聚合铝铁，氯化铝，硫酸铝，硫酸亚铁等。对于化学除磷，过去大家并没有过多关注絮凝剂对生物处理系统的潜在作用问题，本次论坛答疑活动中，刘智晓博士结合自己的研究和实践提出，实际运营中要关注同步化学除磷的对生物处理系统的潜在负面作用，并由此引发了热烈争论。 ] 对此问题形成了两种截然不同的观点，有一种持正面观点的认为“絮凝剂尤其是铝盐对活性污泥中的微生物存在抑制作用” 。这种观点认为，只有当铝盐投加到一定浓度才会显示出抑制作用影响，即存在一个“阈值”，很多污水厂之所以没有观察到这种抑制作用，一部分原因是投加量较低，不足以显示出铝盐潜在的抑制作用；尽管有些厂看上去出水氨氮也能达标，硝化也很好，但是这并不意味着抑制作用不存在，只是因为通过其它的工艺调整措施，比如增加曝气能耗等方面掩盖或者弥补了絮凝剂的负面作用，但却在增加运行能耗等负面付出了代价等。 持“铝盐对活性污泥中的微生物存在抑制作用” 这种观点的网友，还列举了大量的国内外的研究报导予以佐证，包括清华大学环境
学院进行的“十一五”国家科技支撑计划项目的研究报导，以及国外的一些资料文献。根据清华大学的研究报导表明，化学除磷Fe3+、Al3+的投加对活性污泥影响存在抑制作用，其中Al3+强于Fe3+，当Al3+的投加量达到10-3mol/L时，会对生化单元内微生物的活性产生较为明显的抑制作用。 当然，还有一些网友认为“铝盐对活性污泥并不存在抑制作用”，并以北京排水集团的高碑店、小红门污水处理厂为例。这两个厂化学除磷投加的就是铝盐，网友表示，两年多的运行实践表明，不存在所谓抑制作用，铝盐的投加只是提高了污泥的沉降性能。 对于以上争论，刘博士总结，对于三级深度处理采用的后置化学除磷，是不存在抑制作用的，因为这部份化学污泥不再返回或滞留在生物系统。但是对于同步化学除磷，也就是絮凝剂投加在曝气池出水的情况，结果则有所不同。可以肯定的是，对于絮凝剂同步投加情况，化学药剂富集是对活性污泥系统存在潜在负面作用的。目前的研究及生产实践都已经证明了这一点，因此，我们需要引起重视。尤其是对于铝盐同步投加情况，絮凝剂只能随剩余污泥排出系统，持续性投加絮凝剂会逐渐富集在活性污泥系统，对活性污泥生物活性是存在潜在的抑制作用的。当然有个事实，就是需要达到一定浓度或者投加量才会表现出来这种抑制作用。国外也有文献报导，一定条件下，化学除磷药剂不但抑制硝化过程，甚至能引起生物除磷效率的降低。
6.7化学除磷6. 7.12005年12月31日前建设的污水厂为1m g/l，2006年1月1日前言 在静止的或流动缓慢的水体中，如果磷的浓度过高，会造成水体的富营养化，其危害已众所周知，因而在污水处理中进行除磷是必要的。我国《污水综合排放标准》(8978—1996) 工艺 2 部分是有机化合磷，其以溶解和非溶解状态存在。稠环磷酸盐(如P 3O 10 5-)和有机化合磷(核 酸)一般在污水管网中和污水处理中就已经转化为正磷酸盐(PO 4 3-)。 3化学除磷的基础 化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程，反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后，污水中进
行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异。 FeCl 3+K 3 PO 4→ FePO4↓+3KCl式1 污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。 在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效 污水 和固一4 污水中 污水 、3。 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的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。
污水处理中的化学除磷 磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到l出水标准的要求，所以要达到稳定的出水标准，常需要采取化学除磷措施来满足要求。 化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程，反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异。 FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl式1 污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。 在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。 根据化学沉析反应的基础，为了生成磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙(熟石灰)。许多高价金属离子药剂投加到污水中后，都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物。出于经济原因，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和Fe2+盐和石灰。这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。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～式3 与沉析反应相竞争的反应是金属离子与OH的反应，所以对于各种不同的金属盐产品应注意的是金属的离子量，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的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，
关于化学除磷工艺的设计规范！ 磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求，所以要达到稳定的出水标准，常需要采取化学除磷措施来满足要求。因此，在室外排水设计规范 GB50014-2006（2014年版）中对于化学除磷设计做了以下几个规定： 1、关于化学除磷应用范围的规定。 《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918规定的总磷的排放标准：当达到一级A标准时，在2005年12月31日前建设的污水厂为1mg/L，2006年1月1日起建设的污水厂为0.5mg/L。一般城镇污水经生物除磷后，较难达到后者的标准，故可辅以化学除磷，以满足出水水质的要求。
强化一级处理，可去除污水中绝大部分磷。上海白龙港污水厂试验表明，当FeCl3投加量为40mg/L～ 80mg/L，或Al2(SO4)3·18H2O投加量为60mg/L ～80mg/L时，进出水磷酸盐磷浓度分别为2mg/L～9mg/L和0.2mg/L～1.1mg/L，去除率为60％～95％。 污泥厌氧处理过程中的上清液、脱水机的过滤液和浓缩池上清液等，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的恶性循环，因此应先进行除磷，一般宜采用化学除磷。 2、关于药剂投加点的规定。 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。前置投加的优点是还可去除相当数量的有机物，因此能减少生物处理的负荷。后置投加点是在生物处理之后，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行分离，这一方法的出水水质好，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，形成的沉淀物与剩余污泥一起排除。多点投加点是在沉砂池、
污水除磷工艺比较与选择 第一章、化学除磷 1.1、化学除磷原理 化学除磷主要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与污水中溶解性得盐类(如磷酸盐)反应生成颗粒状、非溶解性得物质。实际上投加化学药剂后,污水中进行得不仅就是沉析反应,同时还发生着化学絮凝作用,即形成得细小得非溶解状得固体物互相粘结成较大形状得絮凝体。 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。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。 1.2、化学除磷药剂 为了生成非溶解性得磷酸盐化合物,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。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,但出于经济原因考虑,用于磷沉析得金属盐药剂主要就是Fｅ3+盐、Fe2+盐与Ａl3+盐,这些药剂就是以溶液与悬浮液状态使用得。除金属盐药剂外,氢氧化钙也用作沉析药剂,反应生成不溶于水得磷酸钙。 表1 污水净化常用药剂
铝盐得混凝沉淀 Al２(SO4)３＋６H２Ｏ-－-—2Al(OH)3+３SO4２-+6CO2 Ａｌ2(SＯ4) ３ + 2ＰＯ4--—－2AlPＯ４＋3SO４2－ 在pH为6、0—6.5得条件下,每1ｍol得磷需要加铝1.5—3、0 ｍol。如果水显碱 沉淀。 性,在加铝之前应先降低pＨ以减少Al(OH) ３ 铁盐得混凝沉淀 Fe2(ＳO4)3 + 3HCＯ3—－—－Ｆｅ(OH)3+2ＳＯ４2—+3CO２ Fe３+＋PO４3－—-—FePO4↓ pH=5~５、5 每1ｍol磷需要加铁(Fe３＋) １。5—３ mｏｌ,最佳pH为５.0、?对磷含量为5mg/l 左右得二级处理水,通过投加100-200mg/ｌ得氯化铁( FeCl3。６H2Ｏ)就可以得到9０％以上得磷去除率。 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ＡlPＯ4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SO2－４离子含量增加、如
污水处理中的化学除磷的工艺和方法 磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求，所以要达到稳定的出水标准，常需要采取化学除磷措施来满足要求。 化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程，反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异。 FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl 式1 污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。 在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面，随着沉析物的增加及较 小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。 根据化学沉析反应的基础，为了生成磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙(熟石灰)。许多高价金属离子药剂投加到污水中后，都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物。出于经济原因，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和Fe2+盐和石灰。这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。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 与沉析反应相竞争的反应是金属离子与OH的反应，所以对于各种不同的金属盐产品 应注意的是金属的离子量，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的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。 沉析效果是受PH值影响的，金属磷酸盐的溶解性同样也受PH的影响。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
污水处理生物除磷工艺 （一）缺氧好氧活性污泥法(A/O工艺） 当以除磷为主时，可采用无内循环的厌氧/好氧工艺，基本工艺流程如下图所示。 厌氧/好氧工艺流程 1. 设计参数 A/O工艺生物除磷设计参数见下表 A/O工艺生物除磷设计参数 2. 工艺计算 缺氧好氧活性污泥法生物除磷的工艺计算包括厌氧池（区）容积、好氧池（区）容积。具体计算公式见下表。
A/O工艺生物除磷容积基计算公式 （二）弗斯特利普( Phostrip) 除磷工艺 Phostrip工艺是由Levin在1965年首先提出的，该工艺是在回流污泥的分流 管线上增设一个脱磷池和化学沉淀池而构成的，其工艺流程见下图。
该工艺将在常规的好氧活性污泥法工艺中增设厌氧释磷池和化学沉淀池。工艺流程为：部分回流污泥（约为进水量的10%~20% )通过旁流进入厌氧池，在厌氧池中的停留时间为8~ 12h, 使磷由固相中释放，并转移到水中；脱磷后的污泥问流到好氧池中继续吸磷，厌氧池上清液含有高浓度磷（可高达100mg/L 以上），将此上清液排入石灰混凝沉淀池进行化学处理生成磷酸钙沉淀，该含磷污泥可作为农业肥料，而混凝沉淀池出水应流入初沉池再进行处理。Phostrip工艺不仅通过高磷剩余污泥除磷，而且还通过化学沉淀除磷。该工艺具有生物除磷和化学除磷双重作用，所以Phostrip工艺具有高效脱氮除磷功能。 Phostrip工艺比较适合于对现有工艺的改造，只需在污泥回流管线上增设少量小规模的处理单元即可，且在改造过程中不必中断处理系统的正常运行。总之，Phostrip工艺受外界条件影响小，工艺操作灵活，脱氮除磷效果好且稳定。但该工艺存在流程复杂、运行管理麻烦、处理成本较高等缺点。 四、厌氧／缺氧／好氧活性污泥法脱氮除磷工艺 需要同时脱氮除磷时，可采用厌氧／缺氧／好氧(A2/O)工艺，基本工艺流程如下图。 A2/O工艺脱氮除磷流程 （一）一般规定 进入系统的污水应符合下列要求： (1) 脱氮时，污水中的五日生化需氧量(BOD5 )与总凯氏氮(TKN)之比宜大于4 ; (2) 除磷时，污水中的BOD5与总磷( TP)之比宜大于17 ; (3) 同时脱氮、除磷时，宜同时满足前两款的要求； (4) 好氧池（区）剩余碱度宜大于70mg/L( 以碳酸钙CaC03计）；
化 学 除 磷 简 介
污水处理厂化学除磷
一、 现状 由于广泛使用含磷洗涤剂，我国城市污水中普遍含有一定量的 磷，一般为 5-10mg/L。磷是藻类繁殖所需各种成分中的限制性因素 之一， 水体中磷含量的高低与水体富营养化程度有密切的关系。 同时， 对于引发水体富营养化而言，磷的作用远大于氮的作用，水体中磷的 浓度达到一定数值时就可以引起水体的富营养化。因此，在污水处理 中进行除磷是必要的。我国《城镇污水处理常污染物排放标准》 （GB18918-2002）中明确规定，自 2006 年 1 月 1 日起建设的污水处 理厂总磷指标的一级 A 排放标准为 0.5mg/L。 污水中的磷可以通过 化学和生物两种方法去除。生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但 由于现阶段生物除磷工艺还无法保证出水总磷稳定达到 0.5mg/L 标准 的要求，所以常需要采用或辅助以化学除磷措施。 二、 化学除磷原理 化学除磷主要是通过化学沉析过程完成的， 化学沉析是指通过向 污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类（如磷酸盐）反应 生成颗粒状、非溶解性的物质。实际上投加化学药剂后，污水中进行 的不仅是沉析反应，同时还发生着化学絮凝作用，即形成的细小的非 溶解状的固体物互相粘结成较大形状的絮凝体。
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三、化学除磷药剂 为了生成非溶解性的磷酸盐化合物， 用于化学除磷的化学药剂主 要是金属盐药剂和氢氧化钙。 许多高价金属离子药剂投加到污水中后 都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物， 但出于经 济原因考虑，用于磷沉析的金属盐药剂主要是 Fe 盐、Fe2+盐和 Al3+ 盐，这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。除金属盐药剂外，氢氧 化钙也用作沉析药剂，反应生成不溶于水的磷酸钙。 污水化学除磷 中常用的药剂类型详见表 1。 表1
类型 名称
3+
污水净化常用药剂
分子式 状态
固体
Al2(SO4)3·18H2O
硫酸铝
Al2(SO4)3·14H2O
液体
nAl2(SO4)3·xH2O+mFe2(SO4)3·yH2O 铝盐 AlCl3 氯化铝 AlCl3+FeCl3
固体
液体
液体
聚合氯化铝
[Al2(OH)nCl6-n]m
液体
二价铁盐
硫酸亚铁
FeSO4·7H2O
固体
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脱氮除磷原理文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
A-A-O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷。？ 在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作 用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5浓度逐渐降低。在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至最高。在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,TP保持稳定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厌氧段和缺氧 段,NH3-N浓度稳中有降,至好氧段,随着硝化的进行,NH3-N逐渐降低。在缺氧段,由于内回流带入大量NO3-N,NO3-N瞬间升高,但随着反硝化的进行,NO3-N浓度迅速降低。在好氧段,随着硝化的进行,NO3-N浓度逐渐升高。 A-A-O脱氮除磷系统的工艺参数及控制？ A-A-O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合,因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。如能有效地
脱氮或除磷,一般也能同时高效地去除BOD5。但除磷和脱氮往往是相互矛盾的,具体体现的某些参数上,使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内,这也是A-A-O系统工艺系统控制较复杂的主要原因。？ M和SRT。完全生物硝化,是高效生物脱氮的前提。因而,F/M(污泥负荷)越低,SRT(污泥龄)越高。脱氮效率越高,而生物除磷则要求高F/M低SRT。A-A-O生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺,可以以脱氮为重点,也可以以除磷为重点,当然也可以二者兼顾。如果既要求一定的脱氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般应控制在一般应控制在8-15d。？ 2.水力停留时间。水力停留时间与进水浓度、温度等因素有关。厌氧段水力停留时间一般在1-2h范围内,缺氧段水力停留时间好氧段水力停留时间一般应在6h。？ 3.内回流与外回流。内回流比r一般在200-500%之间,具体取决于进水TKN浓度,以及所要求的脱氮效率。一般认为,300-500%时脱氮效率最佳。内回流比r与除磷关系不大,因而r的调节完全与反硝化工艺一致。？ 4.溶解氧(DO)。厌氧段DO应控制在L以下,缺氧段DO应控制在L以下,而好氧DO应控制在2-3mg/L之间。因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O脱氮除磷工艺曝气系统的控制与生物反硝化系统一致。？
化学除磷的设计计算 1前言 在静止的或流动缓慢的水体中，如果磷的浓度过高，会造成水体的富营养化，其危害已众所周知，因而在污水处理中进行除磷是必要的。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。 磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求，所以要达到稳定的出水标准，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的基本机理、主要工艺形式和药剂投加量的计算方法。 2污水中的磷负荷 欧洲一些国家曾对生活污水中的总磷PT做过多次调查，主要结果见表1。 由人类食物产生的磷是不变的，但国内外目前普遍开始采用无磷洗涤剂，所以由洗涤剂产生的磷几年降低了许多。城市污水原水中的磷浓度在我国主要取决于工业废水中的磷含量。国外生活污水一般为10～25mg/l，我国一般为5～10mg/l。其大部分是无机化合磷，并是溶解状的，这一部分主要由来自洗涤剂的正磷酸盐和稠环磷酸盐组成。总磷中的一小部分是有机化合磷，其以溶解和非溶解状态存在。稠环磷酸盐(如P3O105-)和有机化合磷(核酸)一般在污水管网中和污水处理中就已经转化为正磷酸盐(PO43-)。 3化学除磷的基础 化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中 溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程，
反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异(如图1所示)。 FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl式1 污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。 在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。 4化学除磷药剂的类型
化学除磷的设计计算 令狐文艳 摘要：本文暂时没有提供摘要。关键词：化学除磷,设计计算 中国市政工程西北设计研究院 唐建国林洁梅 1 前言 在静止的或流动缓慢的水体中，如果磷的浓度过高，会造成水体的富营养化，其危害已众所周知，因而在污水处理中进行除磷是必要的。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。 磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求，所以要达到稳定的出水标准，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的基本机理、主要工艺形式和药剂投加量的计算方法。 2 污水中的磷负荷 欧洲一些国家曾对生活污水中的总磷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的含量g/人·d来源1975年调查1985年调查19 89年调查人类食物(通过人体排 泄)1.91.91.9洗涤剂＜1.63.01.1合计＜3.54.93.0 由人类食物产生的磷是不变的，但国内外目前普遍开始采用无磷洗涤剂，所以由洗涤剂产生的磷几年降低了许多。城市污水原水中的磷浓度在我国主要取决于工业废水中的磷含量。国外生活污水一般为10～25mg/l，我国一般为5～ 10mg/l。其大部分是无机化合磷，并是溶解状的，这一部分主要由来自洗涤剂的正磷酸盐和稠环磷酸盐组成。总磷中的一小部分是有机化合磷，其以溶解和非溶解状态存在。稠环磷酸
盐(如P3O105-)和有机化合磷(核酸 )一般在污水管网中和污水处理中就已经转化为正磷酸盐(PO43-)。 3 化学除磷的基础 化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程，反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异(如图1所示)。 FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl 式1 污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。 在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。 4 化学除磷药剂的类型 根据化学沉析反应的基础，为了生成磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙(熟石灰)。许多高价金属离子药剂投加到污水中后，都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物。出于经济原因，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和Fe2+盐和石灰。这些药剂
创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* 生物除磷工艺同步化学除磷药剂 化学除磷原理 化学除磷是利用无机金属盐作为沉淀剂，与污水中的磷酸盐类物质反应形成难溶性含磷化合物与絮凝体，将污水中的溶解性磷酸盐分离出来。化学除磷的药剂主要有铁盐、铝盐和石灰，由于石灰对生物处理的pH影响较大，加之容易引起管道堵塞问题，给运行管理带来很多麻烦，一般在以生物除磷为主，化学除磷为辅的污水处理厂中很少采用。目前，国内常爱用铁盐或者铝盐作为沉淀剂，其与磷的化学反应式如下（1）、（2）： Al3++PO43- →Al PO4↓（1） Fe3++PO43- →Fe PO4↓（2） 与沉淀反应相竞争的反应式金属离子与OH-的反应，反应式如下（3）、（4）： Al3++ 3OH- →Al (OH)3↓（3） Fe3++ 3OH- →Fe (OH)3↓（4） 金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，这对于沉淀产物的絮凝是有力的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。 除磷药剂投加量的计算 由式（1）和式（2）可知去除1mol的磷酸盐，需要1mol的铁离子或者铝离子。由于在实际工程中，反应并不是100%的有效进行的，加之OH-会参与竞争反应，与金属离子反应，生成相应的氢氧化物，如（3）、（4）式，所以实际中化学沉淀药剂一般需要超量投加，以保证达到所需的出水P 浓度。《给水排水设计手册》第五册和德国设计规范中都提到了同步沉淀化
学除磷可按照1mol磷需要1.5mol的铝盐或者铁盐来考虑，为了计算方便，实际中将摩尔换算成质量单位，如1molFe=56gFe，1molAl=27gAl，1molP=31gP，也就是去除1kg的磷，当采用铁盐时需要投加：1.5×（56/31）=1.5×1.8=2.7Kg Fe/Kg P，当采用铝盐时需要投加：1.5×（27/31）=1.5×0.87=1.3Kg Al/Kg P。 计算举例： 某城镇污水处理厂规模2万m3/d，已建成稳定运行，二沉池出水排放标准总磷≤1.0mg/L，运行数据表明二沉池出水实测总磷2.5mg/L，欲采用液体三氯化铁（FeCl3）作为同步化学除磷药剂，其有效成分为40%（400g/Kg FeCl3溶液），密度为1.42Kg/L，求所需要的除磷药剂。 解：化学除磷欲除去的磷含量2.5-1.0=1.5mg/L， 所需要的Fe的投加量至少为2.7×1.5×20000×10-3=81Kg/d； 折算成每天需要有效成分为40%的FeCl3溶液体积为V=81×（56+35.5×3）/（56×0.4×1.42）=420L=0.42m3/d 若采用固体聚氯化铝（PAC）作为辅助化学除磷的药剂，有效成分为30%（300g Al2O3/Kg PAC），求所需要的除磷药剂 解：化学除磷欲除去的磷含量2.5-1.0=1.5mg/L， 所需要的Al的投加量至少为1.3×1.5×20000×10-3=39Kg/d； 折算成每天需要有效成分为30%的固体PAC质量为M=39×（27×2+16×3）/（27×2×0.3）=245.56Kg PAC/d 理论计算量： 聚氯化铝（PAC）有效成分为30%（300g Al2O3/Kg PAC）（1gPAC含有0.159gAl） 除去1mg/L P盐，需要多少ppm的PAC？（1.3Kg Al/Kg P）。 1.3×1/0.159=8.18 mg/L PAC， 则理论上每除去1mg/L P盐需要8.18 mg/L PAC。 六水合三氯化铁（FeCl3·6H2O）含量98%（1g FeCl3·6H2O含有0.203gFe）