污水处理技术工艺

如何选择化学除磷最佳药剂投加点?

发布日期:2019-06-15 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

1、化学除磷原理

化学除磷主要采用化学沉淀法。化学沉淀是指在污水中加入无机金属盐,与污水中的可溶性盐(如磷酸盐)反应,形成颗粒状和不溶性物质。事实上,加入化学药剂后,污水中不仅发生沉淀反应,而且发生化学絮凝,即小的不溶性固体相互结合形成较大的絮凝剂。

污水沉淀反应可以简单地理解为:水中大部分溶解物质是将离子物质转化为非可溶性、粒状形式的过程,而絮凝作用则是小型、非可溶性固体互相黏附的过程。形成较大形状的过程,因此絮凝法不是相转移的过程。采用絮凝法提高沉积池的沉降效果,同时采用沉降法去除污水中的溶解磷。

2、化学除磷药剂

为了制备不溶性磷酸酯化合物,用于化学除磷的化学试剂主要是金属盐试剂和氢氧化钙。许多高价金属离子化学品与污水中的溶解磷离子结合,在加入污水中时形成不溶性化合物。然而,出于经济原因,用于磷沉积的金属盐试剂主要是Fe 3+盐和Fe 2+。盐和Al 3+盐,这些试剂用于溶液和悬浮条件。除金属盐剂外,氢氧化钙也用作沉淀剂以形成不溶于水的磷酸钙。

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铝盐的混凝沉淀

Al2(SO4)3+6H2O--2al(OH)3+3SO42-+6CO2

al2(4)3+2po 4-2alpo 4+3so 42-

在pH为6.0—6.5的条件下,每1mol的磷需要加铝1.5-3.0 mol。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--Fe3+2SO42-+3CO2

Fe3++ PO43----FePO4↓pH=5~5.5

铁(Fe3+)每1莫磷1.5-3摩尔,最佳ph值为5.0。对于磷含量约为5mg/l的二次处理水,通过加入100-200mg/l的氯化铁(fecl3.6h 2o),可以得到超过90mg的除磷速率。

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。

沉降效应受ph值影响,金属磷酸盐的溶解度也受ph.对铁盐的影响,最佳ph值范围为5.0至5.5,对铝盐的溶解度为6.0至7.0,因为4或aipo 4在上述ph值范围内的溶解度是最小的。此外,使用金属盐剂也会对污水和污泥处理带来好处,如降低污泥的污泥指数,有利于沼气脱硫。

由于加入金属盐剂,污水处理厂污水中的cl-或so2-4离子的含量会增加。如果沉淀剂的溶液中有另一种酸,应特别注意。

添加金属盐剂会降低污水的碱度,这可能对净化产生不利影响。当在同时沉淀过程中使用硫酸铁时,必须考虑对硝化反应的影响。

此外,如果在农业中使用污水污泥,在使用金属盐试剂除磷时,必须考虑铝或铁负荷对农业的影响。

石灰的混凝沉淀

5ca2++4oh-+3hpo42-ca5oh(po4)3+3h2o

为了实现90%或更高的除磷率,必须将pH调节至10.5-11.0或更高。 Ca / P的重量比为2.2:1或更高。

在沉淀过程中,Ca2+,而OH离子在不溶性磷酸钙的形成中起着重要作用。随着pH值的增加,磷酸钙的溶解度降低。Ca(OH)2除磷所需的pH值在8.5以上。

然而,除了磷酸钙沉淀外,碳酸钙的ph值范围在8.5至10.5之间,这可能导致池壁或通道和管壁上的鳞片。它的反应

Ca2++CO32-→CaCO3

用于磷酸盐沉淀的钙反应受pH值的影响,并且还受碳酸氢盐浓度(碱度)的影响。在一定的pH惯性下,钙的用量与碱度成正比。

对于软硬或中硬废水,采用钙沉淀时,达到所需pH值所需的钙量很小,而对于缓冲能力强的废水,则需要较大的钙量。

3、化学磷酸化剂的优缺点加分

化学除磷过程可根据化学农药的位置进行分类。在实践中,通常使用磷去除前,同时除磷和后磷化。

预磷化过程的特征在于在沉砂池中,在初级沉降槽的入口通道(管)中或在文丘里管中(使用涡流)添加化学物质。它通常需要提供产生涡流或能量供应的装置以满足混合的需要。通过在初级沉降槽中沉淀分离相应的沉淀产物(块状絮凝物)。如果生物部分使用生物过滤器,则不允许使用铁盐剂来防止填充物损坏(导致黄锈)。

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除磷前工艺仅在现有工艺的前端加入化学除磷措施,更适合对现有污水处理厂进行改造。这一工艺步骤不仅可以去除磷,而且可以降低生物处理设施的负荷。常用的化学品主要是石灰和金属盐剂。除磷前控制的剩余磷酸盐含量为1.5-2.5毫克/升,完全满足以后对磷进行生物处理的需要。

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。

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目前已确定,活性污泥工艺和生物转盘工艺可同时采用化学除磷,但生物滤池工艺是否可在二次沉淀池中添加除磷剂仍值得探讨。

除磷后是将沉淀、絮凝物和絮凝物分离于生物处理之外的设施中。因此,它也被称为二进制过程。该化学剂一般添加到第二个水槽后的混合池中,并在池后设置絮凝池和沉淀池(或空气池)。

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为了接受不要求的水体,可以在后磷化过程中使用石灰乳化剂,但必须控制流出物的pH,例如用于中和的CO 2。

与沉淀池相比,使用浮选槽可以更好地去除悬浮固体和总磷,但由于空气供应不断,操作起来更加昂贵。

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4、化学除磷对污水处理的影响

(1)化学除磷对污水处理厂出水金属含量的影响

污水处理厂出水中金属和试剂的含量主要取决于悬浮物的分离。当然,试剂的用量、剂量系数β、pH值、污水的碱度和投加工艺也会对其产生影响。

污水处理厂废水中的铁和铝一般为不溶性磷酸盐和氢氧化物,以悬浮形式存在。

在正常剂量,中性pH和足够好的二级沉淀池或沉淀池的情况下,铝和铁的含量一般不超过1.0毫克/升,虽然污水处理厂在水中,铁常常超过1.0毫克/升;絮凝过滤器流出物中铁或铝的含量通常小于0.5mg / l。

(2)化学除磷对出水含盐量的影响

使用金属剂的磷沉淀将不可避免地导致污水处理厂废水中的盐(cl-或so42含量)增加。

含有少量工业废水的城市污水处理厂的正常出水量为Cl- <100mg / l,SO24- <200mg / l,这意味着出水中的污水含盐量增加了50%, SO42-增加了25%。 %。当严格要求接收水体时,应检查盐含量。

由于碳酸氢盐在磷酸盐沉淀的同时被去除,所以废水中的总含盐量(电导率)几乎保持不变。

(三)化学除磷对碱度的影响

水的碱度是指示一升水达到一定ph值的hci的量,而碱度也是指酸的缓冲能力。水处理厂进料的碱度与其流域饮用水的碱度和铵盐产生的碱度相对应。在磷酸盐沉淀中,只要铁或铝离子进入水溶液,就会形成六水配合物体,一般形式为me(h2o)3+6(me:金属),可以像酸一样进一步水解:

Me(H2O)63+→3H++Me(OH)3+3H2O

这个反应与溶液的ph值有关,同时降低了水的碱度。由于氢氧化物以不溶性配合物的形式下沉,不会增加污水的碱性。因此,金属氢氧化物的沉淀必须估计出酸的当量,金属磷酸盐的沉淀也是如此。同时沉淀中磷酸盐的分离只能略微增加污水的碱度。

(4)化学除磷对剩余污泥产生的影响

如上所述,污水中溶解磷的去除结果是污泥的产生。不同的工艺和不同的污泥去除位置是不同的。对于同时沉降,设施以剩余污泥的形式排出。剩余污泥产量是污泥处理设计和运行的重要参数。同时沉淀化学脱磷,单位污泥产生由去除BOD5产生的剩余污泥和同时沉淀和除磷的沉淀物组成。 。

对于同时沉淀,化学除磷污泥是由沉淀剂的种类、金属离子添加到需要沉淀的分子的比例决定的。加入系数β=1.5时,加入1kgfe可产生2.5公斤的干物质,或加入1kg al可产生4公斤的干物质。

(5)化学除磷对硝化作用的影响

在采用硫酸铁药剂进行同步沉析时,对硝化反应是有阻碍影响的,在这种情况下故而推荐将污泥泥龄提高10%。采用氯化铁盐药剂对硝化反应是没有影响的。表2是各种沉析工艺对硝化反应的影响系数,这种影响系数是指在特定工艺条件下的污泥泥龄与常规工艺条件下(无磷的去除,且在同等硝化反应能力情况下)的污泥泥龄的比值。

因为非可溶性的碳化合物也与预沉淀同时沉淀,无法为氮氧化过程的稳定性所需的反硝化提供足够的碳化合物,因此从先前沉淀中去除氮也会产生负面影响。反复出现的问题是,许多碳化合物已经通过单一沉淀被除去,这往往不足以进行预硝化反应,而预沉积进一步加剧了这一矛盾。

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