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化学法除磷工艺总结
发布时间:2018/6/23 19:33:10 点击率:

化学沉淀法
化学法除磷包括化学沉淀、离子交换、反渗透、电渗析等方法。以化学沉淀法应用最广,后几种方法因处理费用太高而难以使用。化学沉淀法除磷的原理是利用磷酸根和某些阳离子(如Fe2+,Fe3+和Al3+)进行化学反应,生成不溶于水的沉淀,从而使化学反应不断向生成物方向进行,通过泥水分离最终达到去除废水和污水中过量磷的目的。如果磷以聚磷酸盐的形式存在于污水中,则磷的去除依靠沉淀和吸附2种作用。一方面,聚磷酸盐通过水解反应生成正磷酸盐,其中的磷酸根与Fe2+,Fe3+和Al3+反应生成沉淀;另一方面,生成的沉淀由于呈絮状,又能吸附聚磷酸盐而去除一部分磷。因此,化学法除磷并不是简单的化学反应过程[2]。化学沉淀法除磷,混凝剂投加的地点可以不同,但除磷原理相同,其大致工艺流程见图1。


化学沉淀法工艺
在化学沉淀法除磷过程中,最有实用价值的混凝剂是价格便宜的铁盐、铝盐和石灰。其工艺可细分为直接沉淀、同时沉淀、后置沉淀和预沉淀。
直接沉淀
直接沉淀是指污水在经机械格栅和除砂后仅经沉淀处理,总停留时间3~4h。混凝剂可采用铝盐、三价铁盐、石灰等,如聚合氯化铝,聚合硫酸铁不能采用亚铁盐。直接沉淀为北欧国家很多处理厂所采用,除磷效率约为90%,有机物去除率约为75%,因此是一种很经济有效的处理工艺。
同时沉淀
同时沉淀是指将化学混凝剂投加到活性污泥生化处理工段,一般投加到生化池的首端或末端。生化池即为混凝池,生物污泥与化学污泥在随后的沉淀池一同沉淀。总水力停留时间约为11.5h。混凝剂可采用铝盐、三价铁盐、亚铁盐等,不能采用石灰。同时沉淀除磷效率为90%左右,出水磷质量浓度一般为1mg/L。所投加的混凝剂在去除磷的同时对有机物的固液分离也有帮助。由于化学污泥与生物污泥同时沉淀,增加了污泥量,因此会使泥龄比单纯生化处理时显著减小而影响硝化程度。
后置沉淀
后置沉淀是生化处理出水经过化学处理后,污泥采用气浮或过滤而不是沉淀进行分离,常归为三级处理工艺。总水力停留时间约为12h。混凝剂可采用铝盐、三价铁盐、石灰等,不能采用亚铁盐。后置沉淀是常采用的除磷效果最好的工艺,磷去除率大于95%,出水磷质量浓度一般低于0.5mg/L。通常,将后置沉淀的化学污泥打回到初沉段与初沉污泥共沉,这可使污泥更易于浓缩并有助于提高初沉池的处理效率。对生物处理也起到把关作用,在负荷高时可防止敏感的生物污泥的流失,因此在除磷的同时也提高了BOD(生化需氧量)等的去除效果。
预沉淀
预沉淀是在初沉池沉淀除磷,随后污水再进入生物处理段。总水力停留时间约为9h。磷去除率大于90%,混凝剂可采用铝盐、三价铁盐等,不能采用亚铁盐和石灰。常规生化处理工艺大约能够去除90%的BOD,其中初沉去除30%,二级生化去除60%,剩余的10%随出水排出。增加化学预沉淀改变了有机物去除的分配比例,如同为90%的去除率,大约有75%的BOD可在初沉阶段去除,仅有15%的有机物在生化处理阶段去除,因此生化处理段可大大压缩。预沉淀工艺通常用于现有超负荷运转的污水处理厂改造,以降低生物处理段的负荷,从而降低能耗和生化污泥产量。预沉淀还可去除有毒物质从而对敏感的生物段起到保护作用,并使水力停留时间明显缩短。从能耗角度来看,特别是电费较高时,预沉淀是十分必要的。化学药剂费用可从生化段节省的能耗和除磷效果得到充分补偿。在全世界普遍强调水环境应大规模控磷的情况下,化学沉淀法除磷迄今为止仍是实用有效的技术。其优点是:操作简单、除磷效果好、处理效率可达80%~90%,且效果稳定,不会重新放磷而导致二次污染,当进水浓度较大或有一定波动时,仍有较好的除磷效果。缺点是:该法所用药量大,处理费用较高,且产生大量的化学污泥。


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