化学除磷理论及规范
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化学除磷原理化学除磷是指利用化学方法将水体中的磷污染物去除的过程。
磷是一种重要的营养元素,但过量的磷会导致水体富营养化,引发藻类大量繁殖,造成水质恶化。
因此,化学除磷在水环境治理中起着重要的作用。
化学除磷的原理主要是利用化学物质与水中的磷形成沉淀,从而将磷去除。
常用的化学除磷方法包括铁铝混凝、硫酸盐沉淀和氢氧化铁沉淀等。
首先,铁铝混凝是一种常用的化学除磷方法。
在水处理过程中,向水中加入适量的铁盐或铝盐,通过混凝作用,使水中的磷与铁铝形成沉淀物,从而达到除磷的效果。
这种方法操作简单,除磷效果好,广泛应用于城市污水处理厂和工业废水处理系统中。
其次,硫酸盐沉淀也是一种常见的化学除磷方法。
在水处理过程中,向水中加入适量的硫酸盐,通过与水中的磷反应生成难溶的磷酸钙沉淀,从而将磷去除。
这种方法适用范围广,除磷效果稳定,但需要注意控制投加量和pH值,以确保除磷效果。
另外,氢氧化铁沉淀也是一种常用的化学除磷方法。
在水处理过程中,向水中加入适量的氢氧化铁,通过与水中的磷反应生成难溶的磷酸铁沉淀,从而将磷去除。
这种方法除磷效果好,操作简便,但需要注意控制投加量和搅拌时间,以确保除磷效果。
总的来说,化学除磷是一种重要的水环境治理方法,通过利用化学物质与水中的磷形成沉淀,从而将磷去除。
不同的化学除磷方法有着各自的特点和适用范围,可以根据实际情况选择合适的方法进行除磷处理。
同时,在进行化学除磷过程中,需要严格控制投加量、搅拌时间和pH值,以确保除磷效果。
化学除磷的原理和方法对于改善水体质量、保护水资源具有重要意义。
化学除磷加药量计算化学除磷是一种常用的处理废水中磷酸盐的方法。
它通过添加化学药剂来与废水中的磷酸盐发生化学反应,形成不溶性的沉淀物,从而实现磷的除去。
在进行化学除磷时,需要计算并确定合适的加药量,以保证除磷效果的良好。
化学除磷的主要机理是通过添加聚合氯化铝或聚合硫酸铝等混凝剂,使废水中的磷酸盐与铝离子或硫酸根离子发生化学反应,生成不溶性的铝磷沉淀物。
这些沉淀物会随着废水的沉淀而沉淀下来,从而实现磷的除去。
在确定合适的加药量时,需要考虑以下因素:1.废水中的磷含量:磷的含量是确定加药量的重要因素。
一般来说,废水中的磷含量越高,所需加药量也就越大。
2.化学药剂的种类和浓度:不同的化学药剂对磷的除去效果有所差异。
因此,在确定加药量时,需要考虑所使用的化学药剂的种类和浓度。
3.pH值的调整:废水中的pH值对于化学除磷效果有一定的影响。
一般来说,当pH值在6-8之间时,化学除磷效果比较好。
如果废水的pH值偏高或偏低,可能需要通过酸碱调节剂来进行pH的调整。
4.混凝剂的投放方式:混凝剂的投放方式也会影响到加药量的确定。
常见的投放方式有单点投放、分段投放和连续投放等。
不同的投放方式会对化学反应的过程和速率产生影响,从而影响到加药量的大小。
在实际计算加药量时药剂加药量(kg/h)= (磷含量(mg/L)*流量(m3/h))/除磷效果其中,“磷含量”是指废水中磷酸盐的含量,“流量”是指废水处理系统的流量,“除磷效果”是指化学药剂对磷的除去效率,通常用百分比表示。
除磷效果的大小与多个因素有关,包括加药量、混凝时间、混凝速度、废水特性等。
在实际应用中,可以通过试验和实践来确定合适的除磷效果,并将其作为参数输入到计算公式中。
总的来说,化学除磷加药量的计算是一个复杂的过程,需要考虑多个因素的综合影响。
在实践中,需要根据具体情况进行试验和优化,以确定最佳的加药量和除磷效果。
通过科学合理地计算和调整加药量,可以有效地实现废水中磷的除去,保护环境和水资源的安全。
6.7 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。
6.7.2 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。
6.7.3 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。
6.7.4 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。
6.7.5 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1.5~3。
6.7.6 化学除磷时应考虑产生的污泥量。
6.7.7 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:6.7 化学除磷6.7.1 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》(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0.5mg/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0.2~1.1mg/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。
6.7.2 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。
化学除磷计算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。
化学的除磷知识汇总!总磷的组分总磷性质讲分为有机磷、正磷酸盐、偏磷酸盐、焦磷酸盐、磷酸氢盐、三磷酸盐等等。
那对于咱们的化验分析来说,TP是在过硫酸钾消解的情况下,用钼酸铵实行分光光度,总磷自然就包括了以上的所有磷,这也属于国标的测定方法;有机磷如何测定?多数情况下,我们是通过测定TP和正磷酸盐,二者的差值认定为是有机磷,严格意义上说是不准确的,因为其中包含了偏磷酸盐等,那正规的测定方法,是用氯仿实行多次萃取,然后实行气相色谱测定,从这个角度看,一般的化验室是无法测定的,也就是大家常用前述的方法实行测定了;正磷酸盐如何测定?一般情况下,我们是在未消解的情况下,实行钼酸铵分光光度测定,如果水样中含有大量的悬浮物,我们会过滤一下实行测定,所以我们测定的正磷酸盐都是溶解性的,对于悬浮性的基本排除掉了;为什么说这么多呢?是因为要保证TP达到更严格的排放限值,必须分析来说中的磷组分,常规的化学除磷,去除的主要是正磷酸盐,而对于有机磷及偏磷酸盐等是很难去除的,通常需要次氯酸钠化学氧化或碱性水解的方式将其分解成正磷酸盐,然后通过化学药剂去除。
而我们所称的化学除磷其实指的就是去除正磷酸盐!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,污水中实行的不但是沉析反应,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。
污水沉析反应能够简单的理解为:水中溶解状的物质,绝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。
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。
很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。
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、2+ 3+Fe 盐和Al 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2-Al 2(SO4) 3 + 6H 2O --- 2Al(OH) 3+3SO4 +6CO22-Al2 (SO4) 3 + 2PO4 ---- 2AlPO 4+3SO4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2-Fe2(SO4) 3 + 3HCO3 -- F e(OH) 3+2SO4 +3CO23+ 3-Fe + PO4 ---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 左右的二级处理水,通过投加100-200mg/l 的氯化铁( FeCl 3.6H2O) 就可以得到90%以上的磷去除率。
污水处理除磷原理及除磷工艺详解污水处理除磷是指将含磷废水中的磷酸盐去除的过程。
磷酸盐是废水中的一种重要污染物,如果排放到水体中会引起水体富营养化,促使水生态系统失衡,导致水体富营养化问题。
因此,对废水中的磷酸盐进行除磷处理是非常重要的。
除磷原理主要有化学除磷和生物除磷两种方法。
化学除磷是指利用化学药剂与废水中的磷酸盐发生反应,生成不溶于水的沉淀物,从而实现磷酸盐的除去。
常用的化学药剂有氯化铁、硅铝盐和聚合氯化铁等。
该原理主要是依靠化学药剂与废水中的磷酸盐发生反应生成沉淀物,并通过沉淀、过滤等工艺将其去除。
化学除磷处理具有除磷效果好、反应速度快、适用范围广的特点。
但是,化学除磷过程中产生的化学药剂会增加废水处理成本,同时也引入了新的化学物质,可能对水环境造成二次污染。
生物除磷是指利用生物工艺将废水中的磷酸盐转化为生物质贮存在污泥中的过程。
生物除磷过程中,废水中的磷酸盐首先通过细菌的吸附和解除吸附进行富集、蓄积,然后在缺氧条件下,被一种特殊的细菌,除磷菌(phosphorus accumulating organisms, PAOs)转化为一种低溶解度的磷酸盐,最终在污泥中形成不溶于水的沉淀物。
生物除磷工艺主要有氧化沉淀法、生物接触氧化法和序批处理法等。
生物除磷工艺具有除磷效果好、无二次污染、处理成本低等优点。
但是,生物除磷过程中的细菌种类繁多,操作条件较为复杂,对操作人员的要求较高。
在实际应用中,通常采用化学除磷和生物除磷相结合的方法进行除磷处理。
首先,利用化学除磷方法迅速去除废水中的大部分磷酸盐,然后再通过生物除磷工艺进一步去除残余的磷酸盐。
这种方法既能够有效地去除磷酸盐,又能够减少化学药剂的使用量,降低处理成本。
除磷工艺的选择要根据不同废水的特性、水质要求和处理成本等因素进行综合考虑。
同时,还需要进行定期的监测和调整,以确保除磷效果良好。
除磷工艺的不断改进和创新对于实现废水资源化利用和水环境的保护具有重要意义。
化学除磷理论及要求规范化学除磷是指利用化学方法去除水中或土壤中的磷含量,防止磷污染对环境造成影响。
在农业、工业和生活污水处理等领域都有广泛应用。
本文将介绍化学除磷的理论和要求规范。
化学除磷的基本理论是利用化学反应将磷化合物转化为不溶于水的难溶性盐类,通过沉淀、过滤等方法将其固定或分离出来。
常用的化学除磷理论包括沉淀法、吸附法、解聚聚磷法等。
1.沉淀法:利用加入适量的化学药剂,通过与溶液中的磷发生反应,生成不溶于水的沉淀物。
常用的化学药剂有氢氧化铁、氢氧化铝、聚合氯化铝等。
沉淀法可以有效地去除水中的磷,但处理后的污泥需要进一步处理。
2.吸附法:利用吸附剂吸附水中的磷。
常用的吸附剂有活性炭、陶瓷颗粒等。
吸附法可以在一定程度上去除水中的磷,但需要定期更换吸附剂,并对废弃物进行处置。
3.解聚聚磷法:利用聚磷菌将固体废物中的磷转化为水解磷酸盐,并通过混凝沉淀方法将其去除。
解聚聚磷法可以同时降解有机物和去除磷,但需要一定的时间和适宜的环境条件。
化学除磷要求规范化学除磷的应用需要符合一定的要求规范,以确保除磷效果和环境安全。
1.水质要求:化学除磷针对不同领域的水质要求不同。
例如,在工业废水处理中,除磷前需要对废水进行浓缩、沉淀等处理,以控制废水中的杂质含量。
在生活污水处理中,需要进行初级处理,如格栅、沉砂等,以去除废水中的悬浮物和沉积物。
2.药剂选择:选择适当的药剂是化学除磷的重要环节。
药剂应根据水质特征和除磷效果来选择,并且要考虑药剂的成本和环境影响。
常用的药剂有氢氧化铁、氢氧化铝、聚合氯化铝等。
3.反应条件与操作控制:化学除磷需要控制适当的反应条件,如pH 值、药剂投加量、混合强度等。
这些参数都会直接影响到除磷效果。
同时,需要定期检测水质,并调整操作控制参数,以确保除磷效果稳定和满足要求。
4.处理废弃物:化学除磷产生的污泥和废弃物需要进行适当处理和处置。
传统的处理方法包括浓缩、沉淀、固化等。
同时,还需关注废弃物的无害化处理和资源化利用。
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Al2(SO4) 3 + 6H2O----2Al(OH)3+3SO42-+6CO2Al2(SO4) 3 + 2PO4----2AlPO4+3SO42-在pH为6.0—6.5的条件下,每1mol的磷需要加铝1.5-3.0 mol。
如果水显碱沉淀。
性,在加铝之前应先降低pH以减少Al(OH)3铁盐的混凝沉淀Fe2(SO4)3 + 3HCO3----Fe(OH)3+2SO42-+3CO2Fe3+ + 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左右的二级处理水,通过投加100-200mg/l的氯化铁( FeCl3.6H2O)就可以得到90%以上的磷去除率。
化学除磷简述1 引言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。
2 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。
3 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。
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。
4.1 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。
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。
后置投加点是生物处理之后,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、生物反应池和固液分离设施等位置投加药剂,其可以降低投药总量,增加运行的灵活性。
由于pH的影响,不可采用石灰作混凝剂。
在需要硝化的场合,要注意铁、铝对硝化菌的影响。
关于药剂种类、剂量和投加点宜根据试验确定的规定。
由于污水水质和环境条件各异,因而宜根据试验确定最佳药剂种类、剂量和投加点。
关于化学除磷药剂的规定。
铝盐有硫酸铝、铝酸钠和聚合铝等,其中硫酸铝较常用。
铁盐有三氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁和硫酸亚铁等,其中三氯化铁最常用。
采用铝盐或铁盐除磷时,主要生成难溶性的磷酸铝或磷酸铁,其投加量与污水中总磷量成正比。
可用于生物反应池的前置、后置和同步投加。
采用亚铁盐需先氧化成铁盐后才能取得最大除磷效果,因此其一般不作为后置投加的混凝剂,在前置投加时,一般投加在曝气沉砂池中,以使亚铁盐迅速氧化成铁盐。
采用石灰除磷时,生成Ca5(PO4)3OH沉淀,其溶解度与pH有关,因而所需石灰量取决于污水的碱度,而不是含磷量。
石灰作混凝剂不能用于同步除磷,只能用于前置或后置除磷。
石灰用于前置除磷后污水pH较高,进生物处理系统前需调节pH;石灰用于后置除磷时,处理后的出水必须调节pH才能满足排放要求;石灰还可用于污泥厌氧释磷池或污泥处理过程中产生的富磷上清液的除磷。
用石灰除磷,污泥量较铝盐或铁盐大很多,因而很少采用。
加入少量阴离子、阳离子或阴阳离子聚合电解质,如聚丙烯酰胺(PAM),作为助凝剂,有利于分散的游离金属磷酸盐絮体混凝和沉淀。
关于铝盐或铁盐作混凝剂时,投加量的规定。
理论上,三价铝和铁离子与等摩尔磷酸反应生成磷酸铝和磷酸铁。
由于污水中成份极其复杂,含有大量阴离子,铝、铁离子会与它们反应,从而消耗混凝剂,根据经验投加时其摩尔比宜为~3。
化学除磷时会产生较多的污泥。
采用铝盐或铁盐作混凝剂时,前置投加, 污泥量增加40%~75%;后置投加, 污泥量增加20%~35%;同步投加, 污泥量增加15%~50%。
采用石灰作混凝剂时, 前置投加, 污泥量增加150%~500%;后置投加, 污泥量增加130%~145%。
三氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁和硫酸亚铁都具有很强的腐蚀性;硫酸铝固体在干燥条件下没有腐蚀性,但硫酸铝液体却有很强的腐蚀性,故作此规定。
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。
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2Fe3++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4Fe3++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~,对于铝盐为~,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SO42-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值为以上。
磷酸钙的形成是按反应式6进行的:5Ca2++3po43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓pH ≥式6 但在pH值为到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。
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)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。