2022年除磷原理除磷工藝

1、污水除磷工藝比較與選擇第一章、化學(xué)除磷1.1、 化學(xué)除磷原理化學(xué)除磷主要是通過化學(xué)沉析過程完成的，化學(xué)沉析是指通過向污水中投加無機(jī)金屬鹽藥劑與污水中溶解性的鹽類（如磷酸鹽）反應(yīng)生成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)。實(shí)際上投加化學(xué)藥劑后，污水中進(jìn)行的不僅是沉析反應(yīng)，同時(shí)還發(fā)生著化學(xué)絮凝作用，即形成的細(xì)小的非溶解狀的固體物互相粘結(jié)成較大形狀的絮凝體。污水沉析反應(yīng)可以簡單的理解為：水中溶解狀的物質(zhì)，大部分是離子狀物質(zhì)轉(zhuǎn)換為非溶解、顆粒狀形式的過程，絮凝則是細(xì)小的非溶解狀的固體物互相粘結(jié)成較大形狀的過程，所以絮凝不是相轉(zhuǎn)移過程。絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析則用于污水中溶解性磷的去除。1.2、 化學(xué)除磷

2、藥劑為了生成非溶解性的磷酸鹽化合物，用于化學(xué)除磷的化學(xué)藥劑主要是金屬鹽藥劑和氫氧化鈣。許多高價(jià)金屬離子藥劑投加到污水中后都會(huì)與污水中的溶解性磷離子結(jié)合生成難溶解性的化合物，但出于經(jīng)濟(jì)原因考慮，用于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(tài)使用的。除金屬鹽藥劑外，氫氧化鈣也用作沉析藥劑，反應(yīng)生成不溶于水的磷酸鈣。表 1 污水凈化常用藥劑類型名稱分子式狀態(tài)鋁鹽硫酸鋁al2(so4)318h2o 固體al2(so4)314h2o 液體nal2(so4)3xh2o+mfe2(so4)3yh2o 固體氯化鋁alcl3液體alcl3+fecl3液體聚合氯化鋁

3、al2(oh)ncl6-nm 液體精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -二價(jià)鐵鹽硫酸亞鐵feso47h2o 固體feso4液體三價(jià)鐵鹽氯化硫酸鐵feclso4液體（約 40% ）氯化鐵fecl3液體（約 40% ）熟石灰氫氧化鈣ca(oh)2約 40% 的乳液鋁鹽的混凝沉淀al2(so4) 3 + 6h2o-2al(oh)3+3so42-+6c

4、o2al2(so4) 3 + 2po4-2alpo4+3so42-在 ph為 6.0 6.5 的條件下，每 1mol 的磷需要加鋁 1.5-3.0 mol。如果水顯堿性，在加鋁之前應(yīng)先降低ph以減少 al(oh)3沉淀。鐵鹽的混凝沉淀fe2(so4)3 + 3hco3-fe(oh)3+2so42-+3co2fe3+ + po43-fepo4 ph=5 5.5 每 1mol 磷需要加鐵（ fe3+) 1.5 3 mol ，最佳 ph為 5.0 。對(duì)磷含量為 5mg/l 左右的二級(jí)處理水， 通過投加 100200mg/l 的氯化鐵（ fecl3.6h2o)就可以得到 90以上的磷去除率。金屬氫氧化

5、物會(huì)形成大塊的絮凝體，這對(duì)于沉析產(chǎn)物的絮凝是有利的，同時(shí)還會(huì)吸附膠體狀的物質(zhì)、細(xì)微懸浮顆粒。需要注意的是有機(jī)物在以化學(xué)除磷為目的化學(xué)沉析反應(yīng)中的沉析去除是次要的， 但在分離時(shí)有機(jī)性膠體以及懸浮物的凝結(jié)在絮凝體中則是決定性的過程。沉析效果是受 ph值影響的，金屬磷酸鹽的溶解性同樣也受ph的影響。對(duì)于鐵鹽最佳 ph值范圍為 5.0 5.5 ， 對(duì)于鋁鹽為 6.0 7.0 ， 因?yàn)樵谝陨?ph值范圍內(nèi) fepo4或 alpo4的溶解性最小。另外使用金屬鹽藥劑會(huì)給污水和污泥處理還會(huì)帶來益處，比如會(huì)降低污泥的污泥指數(shù)，有利于沼氣脫硫等。由于金屬鹽藥劑的投加會(huì)使污水處理廠出水中的cl-或 so2-4離子含

6、量增加。 如果沉精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -析藥劑溶液中另外含有酸的話，則需特別加以注意。投加金屬鹽藥劑后相應(yīng)會(huì)降低污水的堿度，這也許會(huì)對(duì)凈化產(chǎn)生不利影響。當(dāng)在同步沉析工藝中使用硫酸鐵時(shí)，必須考慮對(duì)硝化反應(yīng)的影響。另外，如果污水處理廠污泥用于農(nóng)業(yè)，使用金屬鹽藥劑除磷時(shí)必須考慮鋁或者鐵負(fù)荷對(duì)農(nóng)業(yè)的影響。石灰的混凝沉淀5ca2+ + 4o

7、h- + 3hpo42-ca5oh(po4)3 + 3h2o 為使磷的去除率達(dá)到90以上，需要把 ph值調(diào)到 10.5-11.0以上。ca/p的重量比為 2.2:1 以上。沉折過程中，對(duì)于不溶解性的磷酸鈣的形成起主要作用的不是ca2+， 而是 oh-離子，因?yàn)殡S著 ph值的提高，磷酸鈣的溶解性降低，采用ca(oh)2除磷要求的 ph值為 8.5 以上。但在 ph值為 8.5 到 10.5 的范圍內(nèi)除了會(huì)產(chǎn)生磷酸鈣沉析外，還會(huì)產(chǎn)生碳酸鈣，這也許會(huì)導(dǎo)致在池壁或渠、管壁上結(jié)垢。其反應(yīng)式ca2+ co32-caco3與鈣進(jìn)行磷酸鹽沉析的反應(yīng)除了受到ph 值的影響，另外還受到碳酸氫根濃度(堿度)的影響。

8、在一定的ph值惰況下，鈣的投加量是與堿度成正比的。對(duì)于軟或中硬的污水，采用鈣沉析時(shí)，為了達(dá)到所要求的ph值所需要的鈣量是很少的，具有強(qiáng)緩沖能力的污水相反則要求較大的鈣投加量。1.3、 化學(xué)除磷工藝化學(xué)除磷工藝可按化學(xué)藥劑的投加地點(diǎn)來分類，實(shí)際中常采用的有：前置除磷、同步除磷和后置除磷。前置除磷工藝的特點(diǎn)是化學(xué)藥劑投加在沉砂池中、初沉池的進(jìn)水渠（管）中、或者文丘里渠（利用渦流）中。其一般需要設(shè)置產(chǎn)生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應(yīng)產(chǎn)生的沉析產(chǎn)物（大塊狀的絮凝體）在初沉池中通過沉淀被分離。如果生物段采用的是生物濾池，則不允許使用鐵鹽藥劑，以防止對(duì)填料產(chǎn)生危害（產(chǎn)生黃銹）。前置除磷工藝由

9、于僅在現(xiàn)有工藝前端增加化學(xué)除磷措施，比較適合于現(xiàn)有污水處理廠的改建，通過這一工藝步驟不僅可以除磷，而且可以減少生物處理設(shè)施的負(fù)荷。常用精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -的 化學(xué) 藥 劑 主 要 是 石 灰 和 金屬 鹽 藥 劑 。 前 置 除 磷 后控 制 剩 余 磷 酸 鹽 的 含 量為1.5-2.5mg/l ，完全能滿足后續(xù)生物處理對(duì)磷

10、的需要。同步除磷是目前使用最廣泛的化學(xué)除磷工藝，在國外約占所有化學(xué)除磷工藝的50% 。其工藝是將化學(xué)藥劑投加在曝氣池出水或二沉池進(jìn)水中，個(gè)別情況也有將藥劑投加在曝氣池進(jìn)水或回流污泥渠（管）中。目前已確定對(duì)于活性污泥法工藝和生物轉(zhuǎn)盤工藝可采用同步化學(xué)除磷方法， 但對(duì)于生物濾池工藝能否將藥劑投加在二次沉淀池進(jìn)水中尚值得探討。后置除磷是將沉析、 絮凝以及被絮凝物質(zhì)的分離在一個(gè)與生物處理相分離的設(shè)施中進(jìn)行，因此也叫二段法工藝。一般將化學(xué)藥劑投加到二沉池后的一個(gè)混合池中，并在其后設(shè)置絮凝池和沉淀池（或氣浮池） 。對(duì)于要求不嚴(yán)的受納水體，在后置除磷工藝中可采用石灰乳液藥劑，但必須對(duì)出水ph值加以控制，如可

11、采用co2或加酸進(jìn)行中和。采用氣浮池可以比沉淀池更好地去除懸浮物和總磷，但因?yàn)樾枰愣ü?yīng)空氣因而運(yùn)行費(fèi)用較高。表 2 各種化學(xué)除磷工藝比較工藝類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)前置除磷工藝1）能降低生物處理構(gòu)筑物負(fù)荷，平衡負(fù)荷的波動(dòng)變化，從而降低能耗；與同步除磷相比， 活性污泥中有機(jī)成分不會(huì)增加；現(xiàn)有污水廠易于實(shí)施改造。1）總污泥產(chǎn)量增加；2）影響反硝化反應(yīng)（底物分解過多）；3）對(duì)改善污泥指數(shù)不利。同步除磷工藝通過污泥回流可以充分利用除磷藥劑；如果將藥劑投加到曝氣池中，可采用價(jià)格較便宜的二價(jià)鐵鹽藥劑；金屬鹽藥劑會(huì)使活性污泥重量增加，從而可以避免污泥膨脹；同步除磷設(shè)施的工程量較小。采用同步除磷工藝會(huì)增加污泥產(chǎn)量；采

12、用酸性金屬鹽藥劑會(huì)使ph值下降到最佳范圍以下，對(duì)硝化反應(yīng)不利；硝酸鹽污泥和剩余污泥混合在一起，回收磷酸鹽較為困難，此外在厭氧狀態(tài)下污泥中磷會(huì)再釋放；回流泵會(huì)破壞絮體，但可通過投加高分子絮凝助凝劑減輕這種危害。后置除磷工藝1）硝酸鹽的沉淀與生物處理過程相分離，互不影響；2）藥劑投加可以按磷負(fù)荷的變化進(jìn)行控制；3）產(chǎn)生的磷酸鹽污泥可以單獨(dú)排放，并可以加以利用。后置除磷工藝所需投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，但當(dāng)新建污水處理廠時(shí)，采用后置除磷工藝可以減小生物處理二沉池的尺寸。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 5 頁 - - - - - - -

13、 - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -第二章、生物法除磷生物法除磷的原理是某些細(xì)菌交替地處于厭氧與好氧條件下 , 在厭氧時(shí) , 細(xì)菌吸收低分子的有機(jī)物并以聚 2 羥基丁酸 ( phb) 等形式在體內(nèi)儲(chǔ)存起來 , 同時(shí)將細(xì)胞原生質(zhì)中聚合磷酸鹽以正磷酸鹽的方式釋放出來 , 此時(shí)污水中磷的含量升高 ,bod 的含量降低。然后在好氧條件下 , 細(xì)菌將吸收的有機(jī)物 (phb)氧化分解 , 并提供能源 , 同時(shí)從污水中吸收大量的磷 , 以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)存起來 , 其吸收的量大于其釋放的量

14、,這時(shí)污水中的磷含量大大降低 , 通過把剩余污泥排出系統(tǒng) , 同時(shí)將細(xì)菌攝入的磷排走從而達(dá)到除磷的目的。常見的生物除磷主要工藝：a/o工藝、 a2/o 工藝、 sbr工藝等。a/o工藝，這是目前最為簡單的一種生物除磷方法，原污水或初沉池出水與回流污泥在厭氧池中進(jìn)行混合，這種工藝要求沒有硝化反應(yīng)。一般來說，當(dāng)厭氧區(qū)和好氧區(qū)的水力停留時(shí)間分別為0.5 1h和 13h時(shí)， 便可獲得較好的去除磷和去除有機(jī)物的效果。由于生物除磷系統(tǒng)主要通過排除剩余污泥去除磷，因此剩余污泥量的多少將決定系統(tǒng)的脫氮效果。一般污泥齡較短的系統(tǒng)產(chǎn)生較多的剩余污泥，可以取得較高的除磷效果。有報(bào)道，泥齡為 30 天時(shí)的除磷率為40；年齡為 17 天時(shí)除磷率為 50；年齡為 5 天時(shí)的除磷率可提高到87。總結(jié)化學(xué)沉淀法除磷工藝雖除磷