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+＋PＯ
43- →Al ＰO
4
↓（1)
Fe3++PO
43－→Fe PO
4
↓（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(ＦeCｌ
3)作为同步化学除磷药剂，其有效成分为４０%（400ｇ/Kｇ FeCl
3
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ＦｅCl
3
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%（30
０ｇAl
2O
3
/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 Ａｌ
2Ｏ
3
/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/ＬＰ盐需要8.1８ mg/L PAＣ。
六水合三氯化铁(FeＣl
3·6Ｈ
2
O）含量98%(1gＦeCl
３
·6Ｈ
2
Ｏ含有0.203g
Ｆe)
除去1mg/L P盐,需要多少ppｍ的FeCｌ
３·６H
2
O?(２.7Kg Fe/ＫｇＰ）。
2．７×1/0.203=1３.3 mg/L FeＣl3?6Ｈ２O