化学除磷的设计计算

污水处理基本计算公式水处理公式是我们在工作中经常要使用到的东西，在这里我总结了几个常常用到的计算公式，按顺序分别为格栅、污泥池、风机、MBR、AAO进出水系统以与芬顿、碳源、除磷、反渗透、水泵和隔油池计算公式，由于篇幅较长，大家可选择有目的性的观看。

格栅的设计计算一、格栅设计一般规定1、栅隙(1)水泵前格栅栅条间隙应根据水泵要求确定。

(2) 废水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：最大间隙40mm，其中人工清除25~40mm，机械清除16~25mm。

废水处理厂亦可设置粗、细两道格栅，粗格栅栅条间隙50~100mm。

(3) 大型废水处理厂可设置粗、中、细三道格栅。

(4) 如泵前格栅间隙不大于25mm，废水处理系统前可不再设置格栅。

2、栅渣(1) 栅渣量与多种因素有关，在无当地运行资料时，可以采用以下资料。

格栅间隙16~25mm；0.10~0.05m3/103m3 (栅渣/废水）。

格栅间隙30~50mm；0.03~0.01m3/103m3 (栅渣/废水）。

(2) 栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3。

(3) 在大型废水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3)，一般应采用机械清渣。

3、其他参数(1) 过栅流速一般采用0.6~1.0m/s。

(2) 格栅前渠道水流速度一般采用0.4~0.9m/s。

(3) 格栅倾角一般采用45°~75°，小角度较省力，但占地面积大。

(4) 机械格栅的动力装置一般宜设在室，或采取其他保护设备的措施。

(5) 设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。

(6) 大中型格栅间应安装吊运设备，以进行设备的检修和栅渣的日常清除。

二、格栅的设计计算1、平面格栅设计计算(1) 栅槽宽度B式中，S为栅条宽度，m；n为栅条间隙数，个；b为栅条间隙，m；为最大设计流量，m3/s；a为格栅倾角，（°); h为栅前水深，m，不能高于来水管（渠）水深；v为过栅流速，m/s。

化学沉淀法除磷
化学沉淀法除磷是指通过加入化学剂，使磷离子与其反应产生沉淀，从而达到除去水中磷的方法。

常用的化学沉淀法除磷方法有以下几种：
1. 氢氧化铁沉淀法：将氯化铁（或硫酸铁）加入水中，生成氢氧化铁沉淀，磷离子与氢氧化铁反应生成磷酸铁沉淀。

2. 碳酸钙沉淀法：将氢氧化钙（石灰水）加入水中，生成碳酸钙沉淀，磷离子与碳酸钙反应生成磷酸钙沉淀。

3. 氢氧化铝沉淀法：将硫酸铝溶液加入水中，生成氢氧化铝沉淀，磷离子与氢氧化铝反应生成磷酸铝沉淀。

这些化学沉淀法除磷的原理是利用沉淀剂与磷离子反应生成难溶性的沉淀，通过沉淀的分离，将磷离子从水中除去。

这些方法在处理废水中的磷去除和水处理过程中常被使用。

硫酸亚铁（FeSO4）是一种常用的除磷剂，通常用于水处理和污水处理过程中。

硫酸亚铁除磷的原理是通过化学反应将磷酸盐离子（PO43-）转化为难溶性的磷酸亚铁盐沉淀，从而将磷从水中去除。

具体的反应过程如下：
1. 硫酸亚铁（FeSO4）溶解为亚铁离子（Fe2+）和硫酸根离子（SO42-）：FeSO4(s) → Fe2+(aq) + SO42-(aq)
2. 在含有磷酸盐离子的水中，磷酸盐离子与亚铁离子发生反应：
3Fe2+(aq) + 2PO43-(aq) + 12OH-(aq) → Fe3(PO4)2(s) + 9H2O(l)
在此反应中，亚铁离子被氢氧根离子（OH-）氧化为三价铁离子（Fe3+），同时磷酸盐离子被还原为难溶性的磷酸亚铁盐（Fe3(PO4)2），该盐是一种不溶于水的沉淀物。

3. 最终，生成的磷酸亚铁沉淀物会从水中沉淀出来，从而实现磷的去除。

这个过程是一种有效的除磷方法，可以帮助减少水体中的磷含量，从而防止过度营养化和藻类水华等环境问题。

值得注意的是，除磷过程需要控制pH值，通常在碱性条件下进行反应，以确保磷酸盐离子与亚铁离子充分反应形成沉淀。

几种化学除磷药剂效果分析水体中磷含量的高低与水体的富营养化程度直接相关。

废水除磷的方法有很多，主要有化学法、物理法、生物法。

本文简单介绍下化学除磷法。

化学除磷法是通过投加化学药剂，去除水中磷的方法。

化学除磷法中最重要的是化学除磷药剂的选择，化学除磷药剂主要是铝盐、铁盐、和钙盐。

常用的有石灰、硫酸铝、氯化铝、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁等。

几种化学药剂的除磷效果分析：铁盐除磷反应分析：铁盐除磷的代表有聚合硫酸铁、硫酸亚铁、三氯化铁等。

铁盐除磷反应方程式：主反应:Fe3++PO3-4=FePO4↓Fe2++PO3-4=Fe3(PO4)2↓副反应:Fe3++3HCO-3=Fe(OH)3↓+3CO2铁盐除磷的过程如下：铁盐溶解于水中后，三价铁与水中的磷酸根发生反应生成难以溶解的磷酸盐，同时铁盐溶解吸水后发生水解反应和聚合反应，生成具有较长线性结构的多核羟基络合物。

这些含铁的羟基络合物能有效降低或消除水体中胶体的ξ电位，通过电中和，吸附架桥及絮体的卷扫作用使胶体凝聚，再通过沉淀分离将磷去除。

铝盐除磷反应分析：铝盐除磷的代表为：聚合氯化铝、硫酸铝等。

铝盐除磷的机理主要是利用氢氧化铝的吸附作用。

铝盐除磷的反应方程式如下：Al3++HnPO(3-n)4=AlPO4↓+nH+铝盐除磷的原理是：当铝盐投加于水体中时，三价铝与磷酸根发生反应，同时三价铝水解生成单核络合物，单核络合物通过进一步的碰撞组合，形成多核络合物。

这些多核络合物都具有较高的正电荷和较高的比表面积，能够凝聚沉淀，中和水中的胶体电荷，降低水中的ξ电位，促进了胶体和悬浮物等快速脱稳、凝聚，再通过沉淀将磷去除。

钙盐除磷反应分析：钙盐除磷的反应方程式：Ca2++HCO-3+OH-=CaCO3↓+H2O5Ca2++4OH-+3HPO2-4=Ca5(OH)(PO4)3↓+3H2O钙盐通常是以石灰的形式投加的，石灰投加到水中后可以与水中的碳酸根发生反应生产不溶物碳酸钙，同时过量的钙离子还可与水中的磷酸盐发生反应生成羟基磷灰石沉淀物，碳酸钙同时作为增重剂有助于磷酸物的沉淀，从而将磷除去。

磷在废水中存在的形式是什么?磷是一种活泼元素，在自然界中不以游离状态存在，而是以含磷有机物、无机磷化合物及还原态PH3这三种状态存在。

污水中含磷化合物可分为有机磷与无机磷两类。

无机磷几乎都以各种磷酸盐形式存在，包括正磷酸盐、偏磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐，以及聚合磷酸盐如焦磷酸盐、三磷酸盐等。

有机磷大多是有机磷农药，如乐果、甲基对硫磷、乙基对硫磷、马拉硫磷等构成，他们大多呈胶体和颗粒状，不溶于水，易溶于有机溶剂。

可溶性有机磷只占30%左右，多以葡萄糖-6-磷酸、2-磷酸-甘油酸及磷肌酸等形式存在。

溶解磷占总磷的1/3 左右，PO4ˉ-P磷中大分子磷占40%。

磷是怎样转化的?影响因素有哪些?水体中的可溶性磷很容易与Ca2+、Fe3+ 、Al3+ 等离子生成难溶性沉淀物，例如AIPO4、FePO4等，沉积于水体底部成为底泥。

聚积于底泥中的磷的存在形式和数量，一方面决定于污染物输入和通过地表与地下径流的排出情况;另一方面决定于水中的磷与底泥中的磷之间的交换情况。

沉积物中的磷通过颗粒态磷的悬浮和水流的湍流扩散再度被稀释到上层水体中，或者当沉积物中的可溶性磷大大超过水体中磷的浓度时，则可能重新释放到水体中。

在水中，磷离子以HPO42ˉ还是以H2PO4ˉ形式存在取决于pH值，当pH 值在2～7时，水中磷酸盐离子多数以H2PO4ˉ形式存在，而pH值在7～12时，则水中的磷酸盐离子多数以HPO42ˉ形式存在。

所有含磷化合物都是首先转化为正磷酸盐(PO43ˉ) 后，再转化为其他形式。

此时测定PO的含量，测定结果即是总磷的含量。

磷的来源是什么?污水中的磷部分来源于化肥和农业废弃物。

同时，生活中含磷洗涤剂的大量使用也使生活污水中磷的含量显著增加。

此外，化工、造纸、橡胶、染料和纺织印染、农药、焦化、石油化工、发酵、医药与医疗及食品等行业排放的废水常含有有机磷化合物。

磷的危害是什么?(1)磷对人体的危害高磷洗衣粉对皮肤有直接刺激作用，严重的会导致接触性皮肤炎、婴儿尿布疹等疾病。

除磷的方法和原理当水体中的磷含量超过是水体自净能力后，就会出现富营养化甚至藻类繁殖泛滥。

电镀行业排放废水中含有次磷盐；制造业，制药业，洗涤剂生产业都有各种环节用到磷，比如磷化，大分子含磷有机物，磷肥等。

根据排放标准，现在的磷排放之前都要降低到0.5mg/L，所以除磷势在必行。

选择除磷方法之前先看磷的价态，正磷是+5价，次磷+1价，亚磷+3价，有机磷价态不定。

正磷的去除方法比较系统成熟，分为生物除磷和化学除磷。

化学除磷主要方法是化学沉析法，将磷酸盐变成不溶性盐再析出。

现在主要有钙盐，铝盐，铁盐。

基础反应原理如下：在这些沉淀反应过程中要注意PH，避免金属离子和氢氧根发生反应沉淀。

在投加药剂之后，磷酸盐会以这些难溶性颗粒的形式析出。

然后还需要絮凝作用来将悬浮态的非溶性颗粒相互粘结，加快沉淀过程。

常见的絮凝剂有PAC,PAM，需要在加入后搅拌。

生物除磷是利用聚磷菌的生化作用除磷。

基础原理是：利用聚磷菌在厌氧条件下能充分释放其细胞体内的聚合磷酸盐，而在好氧条件下又能超过其生理需要从水中吸收磷，并将其转化为细胞体内的聚合磷酸盐的特性，形成富含磷的生物污泥，通过沉淀从系统中排出这种富磷污泥，达到从废水中除磷的效果。

生物除磷工艺经常存在于脱氮除磷的A/O系列工程中，A是指厌氧段，在没有氧气和硝氮的情况下，聚磷菌会分解体内的聚磷酸盐，生成的磷酸根排入污水，生成的ATP吸收污水中的脂肪酸形成PHB（聚β-羟基丁二酸），作为内贮物，这个阶段称之为释磷。

O是指好氧阶段，PHB分解产生能量，和废水中的磷形成聚磷酸盐，被聚磷菌吸收存在细胞内，磷就会随着活性污泥排出。

生物化学除磷并不是完全分开的，化学除磷剂也会用于生物除磷工程中，时间不同，效果也不同，称之为化学辅助除磷工艺。

化学除磷剂可以在除磷的同时絮凝部分含碳含氮化合物，会提高混合液的导电率，对不溶性颗粒的沉淀有帮助；但是除磷剂投加过量时也会对活性污泥除磷有负面影响，所以计算投加药剂量也是重要的步骤。

一、实验目的1. 了解和掌握除磷的基本原理和方法。

2. 通过实验验证不同除磷剂的除磷效果。

3. 分析除磷过程中影响除磷效果的因素。

二、实验原理磷是水体富营养化的主要原因之一，过量的磷会导致水体中的藻类过度繁殖，进而引起水质恶化。

本实验通过向水体中加入除磷剂，使水体中的磷含量降低，从而达到净化水质的目的。

本实验主要采用化学沉淀法除磷，利用除磷剂与水体中的磷离子发生化学反应，生成不溶于水的沉淀物，从而将磷从水体中去除。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 磷酸二氢钾（KH2PO4）- 氢氧化钠（NaOH）- 氯化铁（FeCl3）- 硫酸铝钾（KAl(SO4)2·12H2O）- 水样- 除磷剂（如活性炭、聚合硫酸铁等）2. 实验仪器：- 1000 mL 烧杯- 100 mL 容量瓶- 玻璃棒- 电子天平- pH计- 滴定管- 移液管- 水浴锅四、实验步骤1. 准备水样：取一定量的水样，测定其初始磷含量。

2. 配制除磷剂溶液：按照实验要求，配制一定浓度的除磷剂溶液。

3. 取100 mL水样于1000 mL烧杯中，加入适量的除磷剂溶液。

4. 用玻璃棒搅拌，使除磷剂与水样充分混合。

5. 将混合后的水样置于水浴锅中，加热至60-70℃，保持一段时间。

6. 加热完成后，用玻璃棒搅拌均匀。

7. 取一定量的混合液于100 mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。

8. 使用pH计测定稀释后的水样的pH值。

9. 用滴定管滴加一定量的氢氧化钠溶液，直至水样pH值达到7.0。

10. 使用移液管取一定量的稀释后的水样，加入氯化铁溶液，滴加氢氧化钠溶液，直至出现淡红色沉淀。

11. 记录滴定过程中氢氧化钠溶液的用量。

12. 根据滴定结果，计算水样中磷的含量。

13. 重复实验，验证不同除磷剂的除磷效果。

五、实验结果与分析1. 实验结果：| 除磷剂 | 初始磷含量（mg/L） | 除磷后磷含量（mg/L） | 除磷率（%） || ------ | ------------------ | ------------------ | ---------- || 活性炭 | 0.8 | 0.2 | 75 || 聚合硫酸铁 | 0.8 | 0.1 | 87.5 || 氯化铁 | 0.8 | 0.05 | 93.75 |2. 分析：通过实验结果可以看出，不同除磷剂的除磷效果存在差异。

化学除磷理论及规范Revised on November 25, 2020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。