除磷工艺比较与选择

污水除磷工艺比较与选择1. 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 污水净化常用药剂类型名称分子式状态铝盐硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O固体Al2(SO4)3·14H2O液体nAl2(SO4)3·xH2O+mFe2(SO4)3·yH2O固体氯化铝AlCl3液体AlCl3+FeCl3液体聚合氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]m液体二 价 铁盐硫酸亚铁FeSO4·7H2O固体FeSO4液体三 价 铁盐氯化硫酸铁FeClSO4液体（约 40%）氯化铁FeCl3液体（约 40%）熟石灰氢氧化钙Ca(OH)2约 40%的乳液铝盐的混凝沉淀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Fe2(SO4)3 + 3HCO3----Fe(OH)3+2SO42-+3CO2 Fe3+ + 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。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 5.0～5.5，对于铝盐为 6.0～7.0，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 SO2-4 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。石灰的混凝沉淀5Ca2+ + 4OH- + 3HPO42----Ca5OH(PO4)3 + 3H2O为使磷的去除率达到 90％以上，需要把 pH 值调到 10.5-11.0 以上。Ca/P 的重量比为 2.2:1 以上。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 8.5 以上。但在 pH 值为 8.5 到 10.5 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。其反应式Ca2++CO32-→CaCO3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...