1、實用文檔6.7化學除磷6.7.1 污水經二級處理后，其出水總磷不能達到要求時，可采用化學除磷工藝處理。污水一級處理以及污泥處理過程中產生的液體有除磷要求時，也可采用化學除磷工藝。6.7.2 化學除磷可采用生物反應池的前置投加、后置投加和同步投加，也可采用多點投加。6.7.3 化學除磷設計中，藥劑的種類、劑量和投加點宜根據試驗資料確定。6.7.4 化學除磷的藥劑可采用鋁鹽、鐵鹽，也可采用石灰。用鋁鹽或鐵鹽作混凝劑時，宜投加離子型聚合電解質作為助凝劑。6.7.5 采用鋁鹽或鐵鹽作混凝劑時，具投加混凝劑與污水中總磷的摩爾比宜為1.53。6.7.6 化學除磷時應考慮產生的污泥量。6.7.7 化學除磷時

2、，對接觸腐蝕性物質的設備和管道應采取防腐蝕措施。條文說明：6.7化學除磷6.7.1 關于化學除磷應用范圍的規定。城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918)規定總磷的排放標準：當達到一級A標準時，在2005年12月31日前建設的污水廠為1mg/l,2006年1月1日起建設的污水廠為0.5mg/l。一般城市污水經生物除磷后，較難達到后者的標準，故可輔以化學除磷，以滿足出水水質的要求。強化一級處理，可去除污水中絕大部分磷。上海白龍港城市污水廠試驗表明，當FeCl3投加量為4080mg/l,或Al2(SO4)3•18H2O投力口量為6080mg/l時，進出水磷酸鹽磷濃度分別為2

3、9mg/l和0.21.1mg/l,去除率為6095%污泥厭氧處理過程中的上清液、脫水機的過濾液和濃縮池上精液等，由于在厭氧條件下，有大量含磷物質釋放到液體中，若回流入污水處理系統，將造成污水處理系統中磷的惡性循環，因此應先進行除磷，一般宜采用化學除磷。6.7.2 關于藥劑投加點的規定。以生物反應池為界，在生物反應池前投加為前置投加，在生物反應池后投加為后實用文檔置投加，投加在生物反應池內為同步投加，在生物反應池前后都投加為多點投加。前置投加點在原污水處，形成沉淀物與初沉污泥一起排除。前置投加的優點是還可去除相當數量的有機物，因此能減少生物處理的負荷。后置投加點是生物處理之后，形成的沉淀物通過另

4、設的固液分離裝置進行分離，這一方法的出水水質好，但需增建固液分離設施。同步投加點為初次沉淀池出水管道或生物反應池內，形成的沉淀物與剩余污泥一起排除。多點投加點是在沉砂池、生物反應池和固液分離設施等位置投加藥劑，具可以降低投藥總量，增加運行的靈活性。由于pH的影響，不可采用石灰作混凝劑。在需要硝化的場合，要注意鐵、鋁對硝化菌的影響。6.7.3關于藥劑種類、劑量和投加點宜根據試驗確定的規定。由于污水水質和環境條件各異，因而宜根據試驗確定最佳藥劑種類、劑量和投加點。6.7.4 關于化學除磷藥劑的規定。鋁鹽有硫酸鋁、鋁酸鈉和聚合鋁等，其中硫酸鋁較常用。鐵鹽有三氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵和硫酸亞鐵等，其中

5、三氯化鐵最常用。采用鋁鹽或鐵鹽除磷時，主要生成難溶性的磷酸鋁或磷酸鐵，其投加量與污水中總磷量成正比?？捎糜谏锓磻氐那爸谩⒑笾煤屯酵都?。采用亞鐵鹽需先氧化成鐵鹽后才能取得最大除磷效果，因此其一般不作為后置投加的混凝劑，在前置投加時，一般投加在曝氣沉砂池中，以使亞鐵鹽迅速氧化成鐵鹽。采用石灰除磷時，生成Ca5(PO4)3OHt淀，其?§解度與pH有關，因而所需石灰量取決于污水的堿度，而不是含磷量。石灰作混凝劑不能用于同步除磷，只能用于前置或后置除磷。石灰用于前置除磷后污水pH較高，進生物處理系統前需調節pH;石灰用于后置除磷時，處理后的出水必須調節pH才能滿足排放要求；石灰還可用于

6、污泥厭氧釋磷池或污泥處理過程中產生的富磷上精液的除磷。用石灰除磷，污泥量較鋁鹽或鐵鹽大很多，因而很少采用。加入少量陰離子、陽離子或陰陽離子聚合電解質，如聚丙烯酰胺(PAM),作為助凝劑，有利于分散的游離金屬磷酸鹽絮體混凝和沉淀。6.7.5 關于鋁鹽或鐵鹽作混凝劑時，投加量的規定。理論上，三價鋁和鐵離子與等摩爾磷酸反應生成磷酸鋁和磷酸鐵。由于污水中成份極其復雜，含有大量陰離子，鋁、鐵離子會與它們反應，從而消耗混凝劑，根實用文檔據經驗投加時其摩爾比宜為1.53。6.7.6 關于應考慮污泥量的規定?；瘜W除磷時會產生較多的污泥。采用鋁鹽或鐵鹽作混凝劑時，前置投加，污泥量增加40%-75%后置投加，污泥

7、量增加20%-35%同步投加，污泥量增加15%-50%采用石灰彳乍混凝劑時，前置投加，污泥量增加150%-500%;后置投加，污泥量增加130%-145%6.7.7 規定了接觸腐蝕性物質的設備應采取防腐蝕措施。三氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵和硫酸亞鐵都具有很強的腐蝕性；硫酸鋁固體在干燥條件下沒有腐蝕性，但硫酸鋁液體卻有很強的腐蝕性，故作此規定。、/、一刖百在靜止的或流動緩慢的水體中，如果磷的濃度過高，會造成水體的富營養化，其危害已眾所周知，因而在污水處理中進行除磷是必要的。我國污水綜合排放標準（89781996）規定，城市污水處理廠磷酸鹽（以P計）一級排放標準為0.5mg/lo磷的去除有化學除磷生

8、物除磷兩種工藝，生物除磷是一種相對經濟的除磷方法，但由于該除磷工藝目前還不能保證穩定達到0.5mg/l出水標準的要求，所以要達到穩定的出水標準，常需要采取化學除磷措施來滿足要求。本文主要介紹化學除磷的基本機理、主要工藝形式和藥劑投加量的計算方法。2污水中的磷負荷歐洲一些國家曾對生活污水中的總磷PT做過多次調查，主要結果見表1表1國外調查生活污水中總磷PT的含量g/人d來源1975年調查1985年調查1989年調查人類食物（通過人體排泄）1.91.91.9洗滌劑<1.63.01.1合計<3.54.93.0由人類食物產生的磷是不變的，但國內外目前普遍開始采用無磷洗滌劑，所以由洗滌劑產生

9、的磷幾年降低了許多。城市污水原水中的磷濃度在我國主要取決于工業廢水中的磷含量。國外生活污水一般為1025mg/l,我國一般為510mg/l。其大部分是無機化合磷，并是溶解狀的，這一部分主要由來自洗滌劑的實用文檔正磷酸鹽和稠環磷酸鹽組成?？偭字械囊恍〔糠质怯袡C化合磷，具以溶解和非溶解狀態存在。稠環磷酸鹽（如P3O05-）和有機化合磷（核酸）一般在污水管網中和污水處理中就已經轉化為正磷酸鹽（PO3-）。3化學除磷的基礎化學除磷是通過化學沉析過程完成的，化學沉析是指通過向污水中投加無機金屬鹽藥劑，具與污水中溶解性的鹽類，如磷酸鹽混合后，形成顆粒狀、非溶解性的物質，這一過程涉及的是所謂的相轉移過程，反

10、應方程舉例如式1。實際上投加化學藥劑后，污水中進行的不僅僅是沉析反應，同時還進行著化學絮凝反應，所以必須區分化學沉析和化學絮凝的差異。FeCl3+KPdFePO4+3KC1污水沉析反應可以簡單的理解為：水中溶解狀的物質，大部分是離子狀物質轉換為非溶解、顆粒狀形式的過程，絮凝則是細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的過程，所以絮凝不是相轉移過程。在污水凈化工藝中，絮凝和沉析都是極為重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析則用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工藝實現相的轉換，則當向污水中投加了溶解性的金屬鹽藥劑后，一方面溶解性的磷轉換成為非溶解性的磷酸金屬鹽，也會同時產生非溶解性的

11、氫氧化物（取決于PH值）。另一方面，隨著沉析物的增加及較小的非溶解性固體物聚積成較大的非溶解性固體物，使穩定的膠體脫穩，通過速度梯度或擴散過程使脫穩的膠體互相接觸生成絮凝體。最后通過周一液分離步驟，得到凈化的污水和周一液濃縮物（化學污泥），達到化學除磷的目的。4化學除磷藥劑的類型根據化學沉析反應的基礎，為了生成磷酸鹽化合物，用于化學除磷的化學藥劑主要是金屬鹽藥劑和氫氧化鈣（熟石灰）。許多高價金屬離子藥劑投加到污水中后，都會與污水中的溶解性磷離子結合生成難溶解性的化合物。出于經濟原因，用于磷沉析的金屬鹽藥劑主要是Fe3+、Al3+和Fe2+鹽和石灰。這些藥劑是以溶液和懸浮液狀態使用的。二價鐵鹽僅

12、當污水中含有氧，能被氧化成三價鐵鹽時才能使用。Fe2+在實際中為了能被氧化常投加到曝氣沉砂池或采用同步沉析工藝投加到曝氣池中，其效果同使用Fe3+一樣，反應式如式2、3。Al3+PO3-A1PQ；pH=87式2Fe3+PO3-FePOjpH=55.5式3實用文檔與沉析反應相競爭的反應是金屬離子與OH的反應，所以對于各種不同的金屬鹽產品應注意的是金屬的離子量，反應式如式4、5。Al3+3OHHAl(OH)3；式4Fe3+3OHHFe(OH>式5金屬氫氧化物會形成大塊的絮凝體，這對于沉析產物的絮凝是有利的，同時還會吸附膠體狀的物質、細微懸浮顆粒。需要注意的是有機物在以化學除磷為目的化學沉析反

13、應中的沉析去除是次要的，但在分離時有機性膠體以及懸浮物的凝結在絮凝體中則是決定性的過程。沉析效果是受PH值影響的，金屬磷酸鹽的溶解性同樣也受PH的影響。對于鐵鹽最佳PH值范圍為5.05.5,對于鋁鹽為6.07.0,因為在以上PH值范圍內FePO4lEAIPO4的溶解性最小。另外使用金屬鹽藥劑會給污水和污泥處理還會帶來益處，比如會降低污泥的污泥指數，有利于沼氣脫硫等。由于金屬鹽藥劑的投加會使污水處理廠出水中的C或SO2-離子含量增加。如果沉析藥劑溶液中另外含有酸的話，則需特別加以注意。投加金屬鹽藥劑后相應會降低污水的堿度，這也許會對凈化產生不利影響。當在同步沉析工藝中使用硫酸鐵時，必須考慮對硝化

14、反應的影響。另外，如果污水處理廠污泥用于農業，使用金屬鹽藥劑除磷時必須考慮鋁或者鐵負荷對農業的影響。除了金屬鹽藥劑外，氫氧化鈣也用作沉析藥劑。在沉折過程中，對于不溶解性的磷酸鈣的形成起主要作用的不是Ca2+,而是OH離子，因為隨著pH值的提高，磷酸鈣的溶解性降低，采用Ca(OH)2除磷要求的pH值為8.5以上。磷酸鈣的形成是按反應式6進行的：式6還會產生碳酸5C4+3po3-+OH告Ca(PQ)3O川pH>8.5但在pH值為8.5到10.5的范圍內除了會產生磷酸鈣沉析外,鈣，這也許會導致在池壁或渠、管壁上結垢，反應式如式7。CsT+CGTfCaCO式7與鈣進行磷酸鹽沉析的反應除了受到PH

15、值的影響，另外還受到碳酸氫根濃度(堿度)的影響。在一定的PH值惰況下，鈣的投加量是與堿度成正比的。對于軟或中硬的污水，采用鈣沉析時，為了達到所要求的PH值所需要的鈣量是很少的，具有強緩沖能力的污水相反則要求較大的鈣投加量。污水除磷常用的藥劑類型詳見表2。表2污水凈化的常用藥劑一覽表實用文檔名稱分子式狀態鋁鹽硫酸鋁A12(SQ)318HoA12(SQ)314Ho固體液體nA12(SO)xHO+mFeSQ)3yH2O因體氯化鋁A1C13液體（約40%AlCl3+FeCl3液體聚合氯化鋁A1(OH)nC13-nm液體二價鐵鹽硫酸亞鐵FeS07Ho固體FeSO液體三價鐵鹽氯化硫酸鐵FeClSO液體（約

16、40%硫酸鐵Fe(SQ)3液體（約40%氯化鐵FeC136H2。液體（約40%熟石灰氫氧化鈣Ca(OH)約40%勺乳液5化學沉析工藝化學沉析工藝是按沉析藥劑的投加地點來區分的，實際中常采用的有：前沉析、同步沉析和后沉析或在生物處理之后加絮凝過濾。（1）前沉析前沉析工藝的特點是沉析藥劑投加在沉砂池中，或者初次沉淀池的進水渠（管）中，或者文丘里渠（利用渦流）中。其一般需要設置產生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應產生的沉析產物（大塊狀的絮凝體）則在一次沉淀池中通過沉淀而被分離。如果生物段采用的是生物濾池，則不允許使Fe2+藥劑，以防止對填料產生危害（產生黃銹）。前沉析工藝特別適合于現有污

17、水處理廠的改建（增加化學除磷措施），因為通過這一工藝步驟不僅可以去除磷，而且可以減少生物處理設施的負荷。常用的沉析藥劑主要是生灰和金屬鹽藥劑。經前沉析后剩余磷酸鹽的含量為1.5-2.5mg/1,完全能滿足后續生物處理對磷的需要。（2）同步沉析同步沉析是使用最廣泛的化學除磷工藝，在國外約占所有化學除磷工藝的實用文檔50%其工藝是將沉析藥劑投加在曝氣池出水或二次沉淀池進水中，個別情況也有將藥劑投加在曝氣池進水或回流污泥渠（管）中。（3）后沉析后沉析是將沉析、絮凝以及被絮凝物質的分離在一個與生物設施相分離的設施中進行，因而也就有二段法工藝的說法。一般將沉析藥劑投加到二次沉淀池后的一個混合池（M池）中

18、，并在其后設置絮凝池（F池）和沉淀池（或氣浮池）。采用氣浮池可以比沉淀池更好地去除懸浮物和總磷，但因為需恒定供應空氣而運轉費用較高。三種工藝的優缺點匯總于表3中表3各種化學磷工藝的優缺點一覽表工藝類型優點缺點前沉析工藝能降低生物處理設施的負荷，平均其負荷的波動變化，因而可以降低能耗現有污水廠易于改造實施；總污泥產量增；對反硝化反應造成困難（底物分解過多）；對改善污泥指數不利同步沉析工藝 通過污泥回流可以充分利用沉析藥劑； 如果是將藥劑投加到曝氣池中，可采用價格較便宜的二價鐵鹽藥劑 金屬鹽藥劑會使活性污泥重量增加，從而可以避免活性污泥膨脹； 同步沉析設施的工程量較小。 米用同步沉析工藝會增加污泥

19、產量； 采用酸性金屬鹽藥劑會使PH下降到最佳范圍以下，這對硝化反應不利； 磷酸鹽污泥和生物剩余污泥是混合在T的，因向回收磷酸鹽是/、可能的,此外在厭氧狀態卜污泥中磷會再溶解； 由于回流宗會絮凝體破壞，但通過投加高分子絮凝助凝劑減輕這種危害。后沉析工藝磷酸鹽的沉析是和生物凈化過程相分離的，互相不產生影響；藥劑的投加可按磷負荷的變化進行控制；后沉析工藝所需要的投資大、運行費用高，但當新建污水處理廠時，采用后沉析工藝可以減小生物處理二次沉實用文檔產生的磷酸鹽污泥可淀池的尺寸以單獨排放，并可以加以利用，如用做肥料。6化學沉析藥劑量的計算由式2和式3去除一分子的磷酸鹽，需要一分子的鐵鹽或者鋁鹽。為了計算

20、方便，實際計算采用克分子(mol)或者克原子量。如：1molH=1g1molFe=56g1molAl=27g1molP=31g在化學沉析除磷時，去除lmol(31g)P至少需要lmol(56g)Fe,或者至少需要1.8(56/31)倍的Fe,或者0.9(27/31)倍的Al。也就是說去除lgP至少需要1.8g的Fe,或者O.9g的Al。由于在實際中，反應中并不是1OO%效進行的，加之OH會與金屬離子競爭反應，生成相應的氫氧化物，如式4和式5,所以實際化學沉析藥劑投加一般需要超量投加，以保證達到所需要的出水P濃度。德國在計算時，提出了投加系數B的概念,即：B=(molFe,molAl)/molP

21、投加系數B是受多種因素影響的，如投加地點、混合條件等，實際投加時建議通過投加試驗確定，在最佳條件下(適宜的投加、良好的混合和絮凝體的形成條件)6=1；在非最佳條件下，B=2到3或更高。過量投加藥劑不僅會使藥劑費增加，而且因氫氧化物的大量形成也會使污泥量大大增加，這種污泥體積大、難脫水。德國在實際計算中，為了有效地去除磷(出水保持1mgP/1),B值為1.5,也就是說去除1kg磷，需要投加：1.5X(56/31)=2.7kgFe或者,1.5x(27/31)=1.3kgAl若用石灰作為化學沉析藥劑，則不能采用這種計算方法，因為其要求投加的pH值大于8.5,而且投加量受污水堿度(緩沖能力)的影響，所

22、以其投加量必須針對各自的污水通過試驗確定。從嚴格意義上講，投加系數B值的概念只適用于后沉析，對于前沉析和同步沉析在計算時還應考慮：實用文檔回流污泥中含有未反應的藥劑；在初次沉淀池中和生物過程去除的磷7計算舉例例1:污水處理廠設計水量為10000m3/d,進水中的P濃度為14mg/1,出水P濃度要求達到1mg/l。設計采用沉析藥劑三氯化鋁A1C13,其有效成分為6%(60g/kgA1C13),密度為1.3kg/1。為同步沉析，試計算所需要的藥劑量。解：經過初次沉淀地沉淀處理后去除的磷為2mg/1,則生物處理設施進水的P濃度為11mg/1,經過生物同化作用去除的P為1mg/1。則需經沉析去除的：P

23、負荷=10000由d-(0.011-0.001)kg/m3=100kg/d設計采用投加系數B值為1.5,設計A1的投加量為：1.5X(27/31)x100=130kgAl/d折算需要藥劑量為：130x1000(g/d)/60(g/kg)=2167kg/dA1C13折算需要體積量為：2167(kg/d)/1.3(kg/1)=16671/dA1C13例2：設計采用藥劑硫酸亞鐵FeSO4有效成分為180gFe/kgFeSO4在10c時的飽和溶解度為400gFeSO4/1,其它設計參數同例1。解：設計采用投加系數B值為1.5,設計Fe的投加量為：1.5X5631乂100=270kgFe/d折算需要藥劑

24、量為：270x1000(g/d)/180(g/kg)=1500kg/dFeSO4飽和溶液中的有效成分為：180(g/kg)-0.4(kg/1)=72gFe/1FeSO4折算需要體積量為：15001000(g/d)/72(g/1)=208331/dFeSO48沉析對污水處理的影響(1)沉析對污水處理廠出水金屬含量的影響在污水處理廠出水中金屬和藥劑的含量主要取決于對懸浮物的分離，當然藥劑的投加、B值、pH值、污水堿度及投加技術也都對其有影響。在污水處理廠出水中的鐵和鋁一般是難溶解的磷酸鹽和氫氧化物，并以懸浮狀態存在。在正常藥劑投加量(如B=1.5,同步沉析)、pH為中性及有足夠好的二次沉淀池或沉淀

25、池的情況下，鋁和鐵的含量一般不會超過1.0mg/1,而且盡管污水處理廠進水中的鐵常常超過1.0mg/1;對于絮凝濾池出水中鐵或鋁的含量一般小于0.5mg/1o(2)沉析對出水中鹽含量的影響采用金屬藥劑進行磷沉析必然會導致污水處理廠出水中的鹽(C1-或SO2-含量)增加。其增加量可通過計算確定：如：例1中投加A1C13,由于1kgA1對應3.9(3x35.5/27=3.94)kg的C1-,C1-的增加量：實用文檔130X3.94=513kgC17d折算濃度為：513kg/dx1000/10000m3/d=51.3mg/1例2中投力口FeSO4,由于1kgFe對應1.7(32+4x16)/56=1

26、.71)kg的SG2-,S&-的增加量：270x1.7=461.7kgSO247d折算濃度為：461.7kg/d乂1000/10000mi/d=46.2mg/l含有少量工業廢水的城市污水處理廠正常出水中Cl-<100mg/l、SC24-<200mg/l,也就是說采用金屬藥劑后出水中的鹽含量Cl-升高50%SO2-升高25%當受納水體有嚴格求時，應對鹽含量進行驗算。因在磷酸鹽沉析的同時，重碳酸鹽也被去除，所以出水中的總含鹽量(電導率)幾乎保持不變。(3)沉析對堿度的影響水的堿度是指使一開水達到某一PH值的HCI用量，堿度也是指對酸的緩沖能力。污水處理廠進水的堿度對應的是其所在

27、流域飲用水的堿度和由錢產生的堿度。在磷酸鹽沉析時，只要鐵或鋁離子進入水溶液中就形成六水復和體；一般形式為Me(H2O)3+6(Me金屬)，這種復合體象酸一樣可進一步水解：Me(HO)63+一3Hh+Me(OH)+3HO式9該反應與溶液的pH值有關，同時會降低水的堿度。由于氫氧化物以難溶的復合體形式沉析出來，不會提高污水的堿度，所以對于金屬氫氧化物的沉析必須估算酸當量，對于金屬磷酸鹽的沉析也是一樣。同步沉析中分離磷酸鹽只能略微提高污水的堿度。按照德國污水技術聯合會的工作報告A131,經過硝化、反硝化和化學除磷,污水的堿度變化可按公式10計算：SK-SKe=ASK=0.07(NH4-NrNH-Ne+N®Ne