化学除磷药剂选择

化学除磷药剂选择比较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。常见的化学除磷使用的药剂则如表一所示：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%的乳液化学除磷药剂添加时在水体中的反应与所需条件如下：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，具有强缓冲能力的污水相反则要求较大的钙投加量。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1.5-3.0mol。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-+3CO2Fe3++PO43----FePO4↓pH=5～5.5每1mol磷需要加铁（Fe3+)1.5—3mol，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。