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污水处理中的化学除磷剂及除磷工艺介绍

2017-12-28 10:18:27 益达滤材除磷剂 阅读

    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,但由于该除磷工艺现在还不能确保安稳到达0.5mg/l出水规范的要求,所以要到达安稳的出水规范,常需求采纳化学除磷办法来满意要求。  

    化学除磷是经过化学沉析进程完结的,化学沉析是指经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,构成颗粒状、非溶解性的物质,这一进程触及的是所谓的相搬运进程,反响方程举例如式1。实践上投加化学药剂后,污水中进行的不只仅是沉析反响,一起还进行着化学絮凝反响,所以有必要区别化学沉析和化学絮凝的差异。

FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl       式1 

    污水沉析反响能够简略的理解为:水中溶解状的物质,大部分是离子状物质变换为非溶解、颗粒状形式的进程,絮凝则是细小的非溶解状的固体物相互粘结成较大形状的进程,所以絮凝不是相搬运进程。 

    在污水净化工艺中,絮凝和沉析都是极为重要的,但絮凝是用于改进沉积池的沉积效果,而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果运用沉析工艺完成相的变换,则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后,一方面溶解性的磷变换成为非溶解性的磷酸金属盐,也会一起发生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面,跟着沉析物的添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,使安稳的胶体脱稳,经过速度梯度或分散进程使脱稳的胶体相互触摸生成絮凝体。最终经过固—液别离进程,得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥),到达化学除磷的意图。 

    依据化学沉析反响的基础,为了生成磷酸盐化合物,用于化学除磷的化学药剂首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首要是Fe3+、Al3+和Fe2+盐和石灰。这些药剂是以溶液和悬浮液状况运用的。二价铁盐仅当污水中含有氧,能被氧化成三价铁盐时才干运用。Fe2+在实践中为了能被氧化常投加到曝气沉砂池或选用同步沉析工艺投加到曝气池中,其效果同运用Fe3+一样,反响式如式2、3。 

Al3++PO43-→AlPO4↓pH=6~7       式2

Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5~5.5     式3 

    与沉析反响相竞赛的反响是金属离子与OH的反响,所以关于各种不同的金属盐产品应留意的是金属的离子量,反响式如式4、5。 

Al3++3OH-→Al(OH)3↓          式4

Fe3++3OH-→Fe(OH)3           式5 

    金属氢氧化物会构成大块的絮凝体,这关于沉析产品的絮凝是有利的,一起还会吸附胶体状的物质、纤细悬浮颗粒。需求留意的是有机物在以化学除磷为意图化学沉析反响中的沉析去除是非有必要的,但在别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进程。 

    沉析效果是受PH值影响的,金属磷酸盐的溶解性相同也受PH的影响。关于铁盐最佳PH值规模为5.0~5.5,关于铝盐为6.0~7.0,由于在以上PH值规模内FePO4或AIPO4的溶解性最小。别的运用金属盐药剂会给污水和污泥处理还会带来好处,比方会下降污泥的污泥指数,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离子含量添加。如果沉析药剂溶液中别的含有酸的话,则需特别加以留意。 

    投加金属盐药剂后相应会下降污水的碱度,这或许会对净化发生晦气影响。当在同步沉析工艺中运用硫酸铁时,有必要考虑对硝化反响的影响。 

    别的,如果污水处理厂污泥用于农业,运用金属盐药剂除磷时有必要考虑铝或许铁负荷对农业的影响。 

    除了金属盐药剂外,氢氧化钙也用作沉析药剂。在沉折进程中,关于不溶解性的磷酸钙的构成起首要效果的不是Ca2+,而是OH-离子,由于跟着pH值的进步,磷酸钙的溶解性下降,选用Ca(OH)2除磷要求的pH值为8.5以上。磷酸钙的构成是按反响式6进行的: 

5Ca2++3po43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓  pH ≥8.5     式6 

    但在pH值为8.5到10.5的规模内除了会发生磷酸钙沉析外,还会发生碳酸钙,这或许会导致在池壁或渠、管壁上结垢,反响式如式7。 

Ca2++CO32-→CaCO3             式7 

    与钙进行磷酸盐沉析的反响除了遭到PH值的影响,别的还遭到碳酸氢根浓度(碱度)的影响。在必定的PH值惰况下,钙的投加量是与碱度成正比的。 

    关于软或中硬的污水,选用钙沉析时,为了到达所要求的PH值所需求的钙量是很少的,具有强缓冲才能的污水相反则要求较大的钙投加量。 

    化学沉析工艺是按沉析药剂的投加地点来区别的,实践中常选用的有:前沉析、同步沉析和后沉析或在生物处理之后加絮凝过滤。   

1)前沉析 

    前沉析工艺的特点是沉析药剂投加在沉砂池中,或许初度沉积池的进水渠(管)中,或许文丘里渠(运用涡流)中。其一般需求设置发生涡流的装置或许供给能量以满意混合的需求。相应发生的沉析产品(大块状的絮凝体)则在一次沉积池中经过沉积而被别离。如果生物段选用的是生物滤池,则不答应使Fe2+药剂,以避免对填料发生损害(发生黄锈)。 

    前沉析工艺(如图2所示)特别适合于现有污水处理厂的改建(添加化学除磷办法),由于经过这一工艺进程不只能够去除磷,并且能够削减生物处理设备的负荷。常用的沉析药剂首要是生灰和金属盐药剂。经前沉析后剩下磷酸盐的含量为1.5-2.5mg/1,完全能满意后续生物处理对磷的需求。

2)同步沉析 

    同步沉析是运用最广泛的化学除磷工艺,在国外约占一切化学除磷工艺的50%。其工艺是将沉析药剂投加在曝气池出水或二次沉积池进水中,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。现在许多污水厂都选用,如广州大坦沙污水处理厂三期就是选用的同步沉析,加药对活性污泥的影响比较小。 


3)后沉析 

    后沉析是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的别离在一个与生物设备相别离的设备中进行,因此也就有二段法工艺的说法。一般将沉析药剂投加到二次沉积池后的一个混合池(M池)中,并在这以后设置絮凝池(F池)和沉积池(或气浮池)。 

    关于要求不严的受纳水体,在后沉析工艺中可选用石灰乳液药剂,但有必要对出水PH值加以操控,比方选用沼气中的CO2进行中和。 

    选用气浮池能够比沉积池更好地去除悬浮物和总磷,但由于需稳定供给空气而工作费用较高。

各种化学磷工艺的优缺点一览表

工艺类型 

优点 

缺点

前沉析工艺 

 

 

·能降低生物处理设施的负荷,平均其负荷的波动变化,因而可以降低能耗 

·现有污水厂易于改造实施;

·总污泥产量增加; 

·对反硝化反应造成困难(底物分解过多); 

·对改善污泥指数不利 

同步沉析工艺 

 

·通过污泥回流可以充分利用沉析药剂; 

·如果是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 

·金属盐药剂会使活性污泥重量增加,从而可以避免活性污泥膨胀; 

·同步沉析设施的工程量较小。 

 

·采用同步沉析工艺会增加污

泥产量; ·采用酸性金属盐药剂会使P

H下降到最佳范围以下,这对硝化反应不利; 

·磷酸盐污泥和生物剩余污泥

是混合在一起的,因而回收磷酸盐是不可能的,此外在厌氧状态下污泥中磷会再溶解; 

·由于回流泵会絮凝体破坏,但通过投加高分子絮凝助凝剂减轻这种危害。

后沉析工艺 

·磷酸盐的沉析是和生物净化过程相分离的,互相不产生影响; 

·药剂的投加可按磷负荷的变化进行控制; 

·产生的磷酸盐污泥可以单独排放,并可以加以利用,如用做肥料。

·后沉析工艺所需要的投资大、运行费用高,但当新建污水处理厂时,采用后沉析工艺可以

减小生物处理二次沉淀池的尺寸。