化学除磷合集

化学除磷合集2絮凝剂对除磷的作用关于化学除磷，我们日常使用的药剂主要是絮凝剂，如PAC，聚合铝铁，氯化铝，硫酸铝，硫酸亚铁等。对于化学除磷，过去大家并没有过多关注絮凝剂对生物处理系统的潜在作用问题，本次论坛答疑活动中，刘智晓博士结合自己的研究和实践提出，实际运营中要关注同步化学除磷的对生物处理系统的潜在负面作用，并由此引发了热烈争论。对此问题形成了两种截然不同的观点，有一种持正面观点的认为“絮凝剂尤其是铝盐对活性污泥中的微生物存在抑制作用”。这种观点认为，只有当铝盐投加到一定浓度才会显示出抑制作用影响，即存在一个“阈值”，很多污水厂之所以没有观察到这种抑制作用，一部分原因是投加量较低，不足以显示出铝盐潜在的抑制作用；尽管有些厂看上去出水氨氮也能达标，硝化也很好，但是这并不意味着抑制作用不存在，只是因为通过其它的工艺调整措施，比如增加曝气能耗等方面掩盖或者弥补了絮凝剂的负面作用，但却在增加运行能耗等负面付出了代价等。持“铝盐对活性污泥中的微生物存在抑制作用”这种观点的网友，还列举了大量的国内外的研究报导予以佐证，包括清华大学环境学院进行的“十一五”国家科技支撑计划项目的研究报导，以及国外的3一些资料文献。根据清华大学的研究报导表明，化学除磷Fe3+、Al3+的投加对活性污泥影响存在抑制作用，其中Al3+强于Fe3+，当Al3+的投加量达到10-3mol/L时，会对生化单元内微生物的活性产生较为明显的抑制作用。当然，还有一些网友认为“铝盐对活性污泥并不存在抑制作用”，并以北京排水集团的高碑店、小红门污水处理厂为例。这两个厂化学除磷投加的就是铝盐，网友表示，两年多的运行实践表明，不存在所谓抑制作用，铝盐的投加只是提高了污泥的沉降性能。对于以上争论，刘博士总结，对于三级深度处理采用的后置化学除磷，是不存在抑制作用的，因为这部份化学污泥不再返回或滞留在生物系统。但是对于同步化学除磷，也就是絮凝剂投加在曝气池出水的情况，结果则有所不同。可以肯定的是，对于絮凝剂同步投加情况，化学药剂富集是对活性污泥系统存在潜在负面作用的。目前的研究及生产实践都已经证明了这一点，因此，我们需要引起重视。尤其是对于铝盐同步投加情况，絮凝剂只能随剩余污泥排出系统，持续性投加絮凝剂会逐渐富集在活性污泥系统，对活性污泥生物活性是存在潜在的抑制作用的。当然有个事实，就是需要达到一定浓度或者投加量才会表现出来这种抑制作用。国外也有文献报导，一定条件下，化学除磷药剂不但抑制硝化过程，甚至能引起生物除磷效率的降低。对于不同絮凝剂的差别，根据目前的研究和生产实践来看，以铁4盐为主或者含有铁盐的絮凝剂对活性污泥种群活性抑制较小，现在有些厂已经开始尝试使用诸如聚合铝铁等絮凝剂。对于有些网友质疑化学除磷不会有高的絮凝剂投量时，刘智晓表示，每个厂的情况不同，不能一概而论。对于生物除磷作用功能较弱的污水厂，出水标准提高而又没有进行生物除磷的改造时，只能依赖化学除磷强化对磷的去除，这种情况下絮凝剂投量就较高，尤其是对出水要求较高的污水厂。当出水TP要求低于1mg/L时，随着TP指标要求的提高，絮凝剂投加量呈指数增加，而不是线性增加因此，刘智晓博士提出，对于活性污泥系统，如果采用投加絮凝剂实现化学除磷，必须考虑到药剂对污泥活性的负面影响，尤其是对于同步投加情况，更需关注持续投加对活性污泥的负面作用。其基本原则是尽量发挥生物系统自身的内在处理潜力，甚至进行必要的改造，强化生物除磷，尽量控制药剂尤其是铝盐的投加量。另外，控制化学药剂的投量不仅能降低化学污泥的产率，而且也能改善微生物的生存环境。5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。6三、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。污水化学除磷中常用的药剂类型详见表1。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7三价铁盐氯化硫酸铁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。4.2同步除磷8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。表2各种化学除磷工艺比较工艺类型优点缺点9前置除磷工艺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；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。同步除磷工艺1）通过污泥回流可以充分利用除磷药剂；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）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。后置除磷工艺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。10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。表1国外调查生活污水中总磷PT的含量g/人·d11来源1975年调查1985年调查1989年调查人类食物(通过人体排泄)1.91.91.9洗涤剂＜1.63.01.1合计＜3.54.93.0由人类食物产生的磷是不变的，但国内外目前普遍开始采用无磷洗涤剂，所以由洗涤剂产生的磷几年降低了许多。城市污水原水中的磷浓度在我国主要取决于工业废水中的磷含量。国外生活污水一般为10～25mg/l，我国一般为5～10mg/l。其大部分是无机化合磷，并是溶解状的，这一部分主要由来自洗涤剂的正磷酸盐和稠环磷酸盐组成。总磷中的一小部分是有机化合磷，其以溶解和非溶解状态存在。稠环磷酸盐(如P3O105-)和有机化合磷(核酸)一般在污水管网中和污水处理中就已经转化为正磷酸盐(PO43-)。3化学除磷的基础化学除磷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，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程，12反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异(如图1所示)。FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl式1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。在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但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。如果利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。4化学除磷药剂的类型13根据化学沉析反应的基础，为了生成磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙(熟石灰)。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。出于经济原因，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和F