化学除磷简介

化 学 除 磷 简 介

污水处理厂化学除磷
一、 现状 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。 二、 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。
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三、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 Fe 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。 表1
类型 名称
3+
污水净化常用药剂
分子式 状态
固体
Al2(SO4)3·18H2O
硫酸铝
Al2(SO4)3·14H2O
液体
nAl2(SO4)3·xH2O+mFe2(SO4)3·yH2O 铝盐 AlCl3 氯化铝 AlCl3+FeCl3
固体
液体
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
3

FeSO4
液体
氯化硫酸铁 三价铁盐 氯化铁
FeClSO4
液体（约 40%）
FeCl3
液体（约 40%）
熟石灰
氢氧化钙
Ca(OH)2
约 40%的乳液
四、化学除磷工艺 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。相应产生的沉析产物（大 块状的絮凝体）在初沉池中通过沉淀被分离。如果生物段采用的是生 物滤池， 则不允许使用铁盐药剂， 以防止对填料产生危害 （产生黄锈） 。 前置除磷工艺由于仅在现有工艺前端增加化学除磷措施，比较适合 于现有污水处理厂的改建，通过这一工艺步骤不仅可以除磷，而且可 以减少生物处理设施的负荷。 常用的化学药剂主要是石灰和金属盐药 剂。前置除磷后控制剩余磷酸盐的含量为 1.5-2.5mg/L，完全能满足 后续生物处理对磷的需要。
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4.2 同步除磷 同步除磷是目前使用最广泛的化学除磷工艺， 在国外约占所有化 学除磷工艺的 50%。 其工艺是将化学药剂投加在曝气池出水或二沉池 进水中，个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠（管） 中。 目前已确定对于活性污泥法工艺和生物转盘工艺可采用同步化学 除磷方法， 但对于生物滤池工艺能否将药剂投加在二次沉淀池进水中 尚值得探讨。 4.3 后置除磷 后置除磷是将沉析、 絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物处 理相分离的设施中进行，因此也叫二段法工艺。一般将化学药剂投加 到二沉池后的一个混合池中，并在其后设置絮凝池和沉淀池（或气浮 池） 对于要求不严的受纳水体，在后置除磷工艺中可采用石灰乳 。 液药剂，但必须对出水 pH 值加以控制，如可采用 CO2 进行中和。 采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷， 但因为需要恒定 供应空气因而运行费用较高。 三种除磷工艺的优缺点汇总见表 2。
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表 2 各种化学除磷工艺比较
工艺类型 优点 缺点
1）能降低生物处理构筑物负荷，平衡负荷 的波动变化，从而降低能耗； 前置除磷工艺 2）与同步除磷相比， 活性污泥中有机成分 不会增加； 3）现有污水厂易于实施改造。
1）总污泥产量增加； 2）影响反硝化反应（底物分解过多） ； 3）对改善污泥指数不利。
1）通过污泥回流可以充分利用除磷药剂；
1）采用同步除磷工艺会增加污泥产量； 2）采用酸性金属盐药剂会使 pH 值下降到 最佳范围以下，对硝化反应不利； 3）硝酸盐污泥和剩余污泥混合在一起， 回 收磷酸盐较为困难，此外在厌氧状态下污 泥中磷会再释放； 4）回流泵会破坏絮体， 但可通过投加高分 子絮凝助凝剂减轻这种危害。
同步除磷工艺
2）如果将药剂投加到曝气池中， 可采用价 格较便宜的二价铁盐药剂； 3）金属盐药剂会使活性污泥重量增加， 从 而可以避免污泥膨胀； 4）同步除磷设施的工程量较小。
1）硝酸盐的沉淀与生物处理过程相分 离，互不影响； 2）药剂投加可以按磷负荷的变化进行控 制； 3）产生的磷酸盐污泥可以单独排放，并 可以加以利用。
后置除磷工艺
后置除磷工艺所需投资大、运行费用高， 但当新建污水处理厂时，采用后置除磷工 艺可以减小生物处理二沉池的尺寸。
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化学除磷的设计计算
摘要：本文暂时没有提供摘要。 关键词：化学除磷,设计计算 中国市政工程西北设计研究院 唐建国 林洁梅 1 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。
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