化学除磷药剂投加量

生物除磷工艺同步化学除磷药剂化学除磷原理化学除磷是利用无机金属盐作为沉淀剂，与污水中的磷酸盐类物质反应形成难溶性含磷化合物与絮凝体，将污水中的溶解性磷酸盐分离出来。化学除磷的药剂主要有铁盐、铝盐和石灰，由于石灰对生物处理的pH影响较大，加之容易引起管道堵塞问题，给运行管理带来很多麻烦，一般在以生物除磷为主，化学除磷为辅的污水处理厂中很少采用。目前，国内常爱用铁盐或者铝盐作为沉淀剂，其与磷的化学反应式如下（1）、（2）：Al3++PO43-→AlPO4↓（1）Fe3++PO43-→FePO4↓（2）与沉淀反应相竞争的反应式金属离子与OH-的反应，反应式如下（3）、（4）：Al3++3OH-→Al(OH)3↓（3）Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓（4）金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，这对于沉淀产物的絮凝是有力的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。除磷药剂投加量的计算由式（1）和式（2）可知去除1mol的磷酸盐，需要1mol的铁离子或者铝离子。由于在实际工程中，反应并不是100%的有效进行的，加之OH-会参与竞争反应，与金属离子反应，生成相应的氢氧化物，如（3）、（4）式，所以实际中化学沉淀药剂一般需要超量投加，以保证达到所需的出水P浓度。《给水排水设计手册》第五册和德国设计规范中都提到了同步沉淀化学除磷可按照1mol磷需要1.5mol的铝盐或者铁盐来考虑，为了计算方便，实际中将摩尔换算成质量单位，如1molFe=56gFe，1molAl=27gAl，1molP=31gP，也就是去除1kg的磷，当采用铁盐时需要投加：1.5×（56/31）=1.5×1.8=2.7KgFe/KgP，当采用铝盐时需要投加：1.5×（27/31）=1.5×0.87=1.3KgAl/KgP。计算举例：某城镇污水处理厂规模2万m3/d，已建成稳定运行，二沉池出水排放标准总磷≤1.0mg/L，运行数据表明二沉池出水实测总磷2.5mg/L，欲采用液体三氯化铁（FeCl3）作为同步化学除磷药剂，其有效成分为40%（400g/KgFeCl3溶液），密度为1.42Kg/L，求所需要的除磷药剂。解：化学除磷欲除去的磷含量2.5-1.0=1.5mg/L，所需要的Fe的投加量至少为2.7×1.5×20000×10-3=81Kg/d；折算成每天需要有效成分为40%的FeCl3溶液体积为V=81×（56+35.5×3）/（56×0.4×1.42）=420L=0.42m3/d若采用固体聚氯化铝（PAC）作为辅助化学除磷的药剂，有效成分为30%（300gAl2O3/KgPAC），求所需要的除磷药剂解：化学除磷欲除去的磷含量2.5-1.0=1.5mg/L，所需要的Al的投加量至少为1.3×1.5×20000×10-3=39Kg/d；折算成每天需要有效成分为30%的固体PAC质量为M=39×（27×2+16×3）/（27×2×0.3）=245.56KgPAC/d理论计算量：聚氯化铝（PAC）有效成分为30%（300gAl2O3/KgPAC）（1gPAC含有0.159gAl）除去1mg/LP盐，需要多少ppm的PAC？（1.3KgAl/KgP）。1.3×1/0.159=8.18mg/LPAC，则理论上每除去1mg/LP盐需要8.18mg/LPAC。六水合三氯化铁（FeCl3·6H2O）含量98%（1gFeCl3·6H2O含有0.203gFe）除去1mg/LP盐，需要多少ppm的FeCl3·6H2O？（2.7KgFe/KgP）。2.7×1/0.203=13.3mg/LFeCl3•6H2O