磷門(mén)一腳（中）--污水廠的化學(xué)除磷實(shí)戰(zhàn)

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:這一周，我們接著上一期的內(nèi)容繼續(xù)來(lái)談污水廠的除磷，在上周我們進(jìn)行了污水處理廠的生物除磷的了解之后，這一周我們?cè)賮?lái)聊聊化學(xué)除磷，化學(xué)除磷也是在各個(gè)污水廠現(xiàn)階段采用的最常用的手段之一，化學(xué)除磷的前因后果究竟是怎樣的呢?今天我們就詳細(xì)的展開(kāi)來(lái)說(shuō)說(shuō)污水廠磷門(mén)一腳的化學(xué)除磷。

化學(xué)除磷，顧名思義，可以理解是通過(guò)化學(xué)方法對(duì)污水中的磷去除的方式。由于磷在化合態(tài)下可以生成穩(wěn)定的磷酸鹽沉淀，因此化學(xué)方法去除水中的磷，就是在污水中投加相應(yīng)的鹽類(lèi)，使之和水中的磷酸根發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成磷酸鹽沉淀，從而去除水中的磷。化學(xué)法去除磷正是基于這種機(jī)理，選擇化學(xué)鹽類(lèi)，投加到污水中，生成化學(xué)沉淀污泥，通過(guò)泥水分離，污泥進(jìn)行脫水外運(yùn)，最終達(dá)到除去污水中磷的作用。

化學(xué)法除磷，選擇的鹽類(lèi)主要有Ca2+，Al3+，F(xiàn)e3+等金屬鹽類(lèi)。我們分別來(lái)看看這三種鹽類(lèi)是如何和水中的磷發(fā)生作用的。

一、鈣鹽Ca2+

鈣鹽的投加通常以以Ca(OH)2的形式加入。它在中性的污水中主要與含有堿性(主要是碳酸氫根HCO3-)的廢水生成碳酸鈣，碳酸鈣在沉淀過(guò)程中，形成的沉淀體增強(qiáng)了水中SS去除。

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2→2CaCO3↓+ 2H2O.

當(dāng)污水中的pH值上升達(dá)到10左右時(shí)，過(guò)量的鈣離子將與磷酸鹽反應(yīng)，形成了羥基磷灰石的沉淀：

10Ca2++6PO43-+2OH-→Ca10(PO4)6(OH)2↓

由于反應(yīng)需要達(dá)到10左右的PH值，一般而言，需要投加過(guò)量的石灰來(lái)提升水體的PH值，因此所需的量與磷酸鹽的量相比，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磷酸鹽的量。因此石灰的投加主要取決于污廢水的PH條件，一般在高PH值的工業(yè)廢水中可以采用投加石灰的方式。所需的石灰的劑量可以近似為碳酸鈣堿度的1.5倍。但是在后續(xù)處理或者排放之前是需要對(duì)水體進(jìn)行中和以降低pH。一般用二氧化碳(CO2)對(duì)水體進(jìn)行碳酸化來(lái)降低pH值。

二、鋁鹽，Al3+

鋁鹽或聚合鋁鹽是廣泛用于污水廠的化學(xué)除磷藥劑，在污水中生成磷酸鹽沉淀，既磷酸鋁(AlPO4)。基本的反應(yīng)是：

Al3++HnPO43-n→AlPO4↓+nH+

鋁鹽在投加過(guò)程中所需的劑量是根據(jù)污水中所要的去除磷的量來(lái)計(jì)算的。但是會(huì)隨著污水中磷濃度的降低，凝聚和去除效率會(huì)出現(xiàn)一個(gè)下降的趨勢(shì)。在實(shí)踐中，在鋁鹽的投加的劑量率在50和200mg / l之間時(shí)可以達(dá)到達(dá)到污水中總磷的80-90%去除率。如果通過(guò)計(jì)算，很低的總磷含量需要過(guò)低的鋁鹽投加量的時(shí)候，去除率會(huì)明顯下降。

三、鐵鹽Fe3+

三氯化鐵、硫酸鹽和硫酸亞鐵都廣泛用于去除磷，盡管實(shí)際反應(yīng)尚未完全了解。根據(jù)鐵鹽可以推定的基本反應(yīng)是：

Fe3++HnPO43-n→FePO4↓+nH+

鐵離子會(huì)和水中的磷酸根結(jié)合形成磷酸鐵。但是鐵鹽呈酸性，在污水進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)候，方程式右邊的H+會(huì)阻止反應(yīng)向右進(jìn)行，導(dǎo)致總磷去除率下降所以如果加入一些助凝劑，如石灰等，提高pH，提供反應(yīng)中生成H+的消耗，可以使反應(yīng)加速進(jìn)行，并增強(qiáng)凝聚能力，提高總磷的去除效果。

通過(guò)了解這三種藥劑，可以看到鈣鹽對(duì)PH的要求很高，需要進(jìn)行過(guò)量投加，同時(shí)對(duì)出水的PH影響較大，需要進(jìn)行調(diào)酸。鋁鹽的要求最少，鐵鹽需要輔助藥劑。同時(shí)鈣鹽石灰呈堿性，鋁鹽呈中性，鐵鹽呈酸性，對(duì)運(yùn)輸儲(chǔ)存來(lái)說(shuō)，鋁鹽的成本很低。因此從運(yùn)行維護(hù)管理成本來(lái)說(shuō)，鋁鹽是最經(jīng)濟(jì)的一種化學(xué)除磷藥劑。

在了解了這三種藥劑的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理以后，我們需要了解化學(xué)藥劑在污水廠的投加點(diǎn)。污水處理廠從生物處理階段來(lái)說(shuō)，一般分為一級(jí)物理處理，二級(jí)生物處理，三級(jí)深度處理。而化學(xué)藥劑的投加點(diǎn)也就分別在這三處，根據(jù)與生物處理的位置不同，分為前投加，同步投加，后投加，全投加四種，對(duì)應(yīng)于下圖中的a、b、c、d四種模式。

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