污水除磷用聚合硫酸铁化学沉淀法除磷原理及特点

化学沉淀法除磷

硫酸亚铁和聚合硫酸铁化学沉淀除磷原理

化学除磷的基本原理主要包括沉淀反应、混凝、絮凝和固液分离。沉淀反应和混凝过程在混合单元中进行，目的是快速有效地混合污水中的沉淀剂。在混凝过程中，沉淀形成的胶体和污水中存在的胶体凝结成直径为l0 ~ 15m的主要颗粒。在絮凝过程中，主要颗粒相互结合形成较大的絮体。这一过程的意义是增加沉积物颗粒的尺寸，使这些颗粒可以通过典型的沉淀或气浮分离。固液分离可以单独进行，也可以与一级污泥和二级污泥的排放联合进行。

可用于化学除磷的金属盐有三种：钙盐、铁盐和铝盐。较常用的有石灰、硫酸铝、铝酸钠、氧化铁、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、氯化亚铁。一般认为磷酸盐沉淀是配体竞争的电中和沉淀，即PO43-与铝离子、铁离子或钙离子通过化学沉淀去除。磷酸盐沉淀往往伴随反应，产物有絮凝现象。在某些条件下，化学络合可能在磷酸盐沉淀中起主要作用，而不是电中和。对硫酸铝和聚硅酸硫酸铝(PASS)的研究表明，磷的吸附和去除主要是特殊作用力下络合反应的结果。特别是在正磷酸盐的去除中，氢氧化铝的吸附起着重要作用，而不是典型的化学沉淀。

硫酸亚铁和聚合硫酸铁对废水化学除磷的特性

(1)除磷效果

化学法的除磷效率高于生物法，且稳定可靠。一般情况下，出水TP含量可满足小于1 mg/L的排放要求；当化学法与后续生物处理相结合时，预计出水TP含量可达到0.5 mg/L的排放要求；化学法后加入出水过滤，出水TP可达00.2mg/l。

(2)酸碱度

虽然Ca5(0H)2和(PO4)3处于热力学稳定状态，但除磷效率取决于磷酸钙的溶解度。酸碱度和磷酸钙浓度之间的关系可用于优化反应器的除磷效率。磷酸钙沉淀的溶解度曲线和大量石灰法化学除磷实践表明，为了将残余溶解磷浓度降低到较低水平，必须将pH值调节到较高值(通常为10.5左右)。石灰法除磷的pH值通常控制在10以上，因为过高的pH值会抑制和破坏微生物的增殖和活性。因此，石灰法不能用于协同沉淀。石灰法预沉淀除磷后的原污水pH值往往偏高。虽然生物处理产生的二氧化碳和硝化消耗的碱度可以降低pH值，但进入生物处理系统前仍需采取pH调节措施。经后沉淀和石灰法除磷后的废水必须调节其酸碱度以满足排放要求。(3)金属盐的用量

通过添加石灰进行化学除磷

在IO条件下，污水中碳酸氢盐的碱度与石灰反应形成碳酸钙沉淀。石灰法除磷所需的石灰量基本上取决于污水的碱度(除磷所需的石灰量约为总碳酸钙碱度的1.5倍)，而不是污水的磷含量。

对于加入铁盐和铝盐的化学除磷，从化学反应的角度来看，三价金属离子和磷酸根离子反应的摩尔数相等，因此试剂的用量应取决于磷的量。但化学药剂的实际用量总是大于根据化学计量关系预测的用量，因为污水中的氢氧根离子与药剂反应生成氢氧化物，消耗了相当多的药剂。氢氧化物还可以形成絮状物，特别是吸附ss，从而可以去除ss中所含的磷。磷酸盐预沉淀可以降低后续生物处理的负荷，但增加投加量以提高有机物和磷的去除率，往往会导致后续过程中碳磷比失衡，破坏生物性质，因此要特别注意投加量，以保证后续生物处理单元的营养比例。

(4)污泥的特性

添加铁盐和铝盐产生的化学沉淀必然导致处理系统中污泥体积和总污泥量的增加。如果出水磷浓度较低，沉淀过程将处于平衡区，出现氢氧化铁或氢氧化铝沉淀，污泥产量增加更明显。对于污泥量的增加，需要提前采取控制措施，如在线测定某个处理单元或较终出水的磷。可实现生物和化学除磷过程的自动调节，并可有效控制投加量，节约运行成本，提高除磷效果。