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AG亚游集团官方网站科技 || 如何選擇化學除磷藥劑投加點?不僅僅靠心情……

作者:admin 發布日期:2019/6/25 關注次數: 二維碼分享

1、化學除磷原理

化學除磷主要是通過化學沉析過程完成的,化學沉析是指通過向汙水中投加無機金屬鹽藥劑與汙水中溶解性的鹽類(如磷酸鹽)反應生成顆粒狀、非溶解性的物質。實際上投加化學藥劑後,汙水中進行的不僅是沉析反應,同時還發生著化學絮凝作用,即形成的細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的絮凝體。

汙水沉析反應可以簡單的理解為:水中溶解狀的物質,大部分是離子狀物質轉換為非溶解、顆粒狀形式的過程,絮凝則是細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的過程,所以絮凝不是相轉移過程。絮凝是用於改善沉澱池的沉澱效果,而沉析則用於汙水中溶解性磷的去除。

2、化學除磷藥劑

為了生成非溶解性的磷酸鹽化合物,用於化學除磷的化學藥劑主要是金屬鹽藥劑和氫氧化鈣。許多高價金屬離子藥劑投加到汙水中後都會與汙水中的溶解性磷離子結合生成難溶解性的化合物,但出於經濟原因考慮,用於磷沉析的金屬鹽藥劑主要是Fe3+鹽、Fe2+鹽和Al3+鹽,這些藥劑是以溶液和懸浮液狀態使用的。除金屬鹽藥劑外,氫氧化鈣也用作沉析藥劑,反應生成不溶於水的磷酸鈣。

表1  汙水淨化常用藥劑


表2  各種化學除磷工藝比較

工藝類型

優點

缺點

前置除磷工藝

1)能降低生物處理構築物負荷,平衡負荷的波動變化,從而降低能耗;

2)與同步除磷相比,活性汙泥中有機成分不會增加;

3)現有汙水廠易於實施改造。

1)總汙泥產量增加;

2)影響反硝化反應(底物分解過多);

3)對改善汙泥指數不利。

同步除磷工藝

1)通過汙泥回流可以充分利用除磷藥劑;

2)如果將藥劑投加到曝氣池中,可采用價格較便宜的二價鐵鹽藥劑;

3)金屬鹽藥劑會使活性汙泥重量增加,從而可以避免汙泥膨脹;

4)同步除磷設施的工程量較小。

1)采用同步除磷工藝會增加汙泥產量;

2)采用酸性金屬鹽藥劑會使pH值下降到範圍以下,對硝化反應不利;

3)硝酸鹽汙泥和剩餘汙泥混合在一起,回收磷酸鹽較為困難,此外在厭氧狀態下汙泥中磷會再釋放;

4)回流泵會破壞絮體,但可通過投加高分子絮凝助凝劑減輕這種危害。

後置除磷工藝

1)硝酸鹽的沉澱與生物處理過程相分離,互不影響;

2)藥劑投加可以按磷負荷的變化進行控製;

3)產生的磷酸鹽汙泥可以單獨排放,並可以加以利用。

後置除磷工藝所需投資大、運行費用高,但當新建汙水處理廠時,采用後置除磷工藝可以減小生物處理二沉池的尺寸。





4、化學除磷對汙水處理的影響


(1)化學除磷對汙水處理廠出水金屬含量的影響

在汙水處理廠出水中金屬和藥劑的含量主要取決於對懸浮物的分離,當然藥劑的投加、投加係數β、pH值、汙水堿度及投加技術也都對其有影響。


在汙水處理廠出水中的鐵和鋁一般是難溶解的磷酸鹽和氫氧化物,並以懸浮狀態存在。


在正常藥劑投加量、pH為中性及有足夠好的二次沉澱池或沉澱池的情況下,鋁和鐵的含量一般不會超過1.0mg/l,而且盡管汙水處理廠進水中的鐵常常超過1.0mg/l;對於絮凝濾池出水中鐵或鋁的含量一般小於0.5mg/l。


(2)化學除磷對出水中鹽含量的影響

采用金屬藥劑進行磷沉析必然會導致汙水處理廠出水中的鹽(Cl-或SO42-含量)增加。


含有少量工業廢水的城市汙水處理廠正常出水中Cl-<100mg/l、SO24-<200mg/l ,也就是說采用金屬藥劑後出水中的鹽含量Cl-升高50%、SO42-升高25%。當受納水體有嚴格求時,應對鹽含量進行驗算。


因在磷酸鹽沉析的同時,重碳酸鹽也被去除,所以出水中的總含鹽量(電導率)幾乎保持不變。


(3)化學除磷對堿度的影響

水的堿度是指使一升水達到某一PH值的HCI用量,堿度也是指對酸的緩衝能力。汙水處理廠進水的堿度對應的是其所在流域飲用水的堿度和由銨產生的堿度。在磷酸鹽沉析時,隻要鐵或鋁離子進入水溶液中就形成六水複和體;一般形式為Me(H2O)3+6(Me:金屬),這種複合體象酸一樣可進一步水解:


Me(H2O)63+→3H++Me(OH)3+3H2O


該反應與溶液的pH值有關,同時會降低水的堿度。由於氫氧化物以難溶的複合體形式沉析出來,不會提高汙水的堿度,所以對於金屬氫氧化物的沉析必須估算酸當量,對於金屬磷酸鹽的沉析也是一樣。同步沉析中分離磷酸鹽隻能略微提高汙水的堿度。


(4)化學除磷對剩餘汙泥產量的影響


正如前麵所述的一樣,汙水中溶解性磷去除結果就是產生汙泥,不同的工藝,汙泥的排除位置也不相同。對於同步沉析則是以剩餘汙泥的形式排出設施。剩餘汙泥產量是汙泥處理設計、運行的重要參數,帶有同步沉析化學除磷時,單位汙泥產量是由去除BOD5產生的剩餘汙泥和同步沉析除磷的沉析物所組成。


對於由同步沉析,化學除磷產生汙泥由沉析藥劑的類型、所投加金屬離子與需沉析磷的克分子比來確定。在投加係數β=1.5時,投加1kgFe產生產2.5kg的幹物質,或投加1kgAl產生產4kg的幹物質。


(5)化學除磷對硝化反應的影響

在采用硫酸鐵藥劑進行同步沉析時,對硝化反應是有阻礙影響的,在這種情況下故而推薦將汙泥泥齡提高10%。采用氯化鐵鹽藥劑對硝化反應是沒有影響的。表2是各種沉析工藝對硝化反應的影響係數,這種影響係數是指在特定工藝條件下的汙泥泥齡與常規工藝條件下(無磷的去除,且在同等硝化反應能力情況下)的汙泥泥齡的比值。


因為在前沉析的同時非溶解狀的碳化合物也會被沉析出來,由此不能為氮氧化過程的穩定所要求的反硝化反應提供足夠的碳化合物,所以前沉析對氮的去除也會產生負作用。經常出現的問題是,通過一次沉澱已去除掉許多碳化合物,這常不足於前置反硝化反應所需,再經前沉析更加劇了這種矛盾。


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