在污水處理廠中,除磷是一項至關重要的工藝環(huán)節(jié),旨在減少水體中磷的含量,防止水體富營養(yǎng)化。本文將詳細探討除磷藥劑的投加策略及其效果,以期為實際操作提供指導。
一、化學除磷的原理
化學除磷主要通過投加藥劑與污水中的磷酸鹽發(fā)生化學反應,生成難溶的沉淀物,從而將其從水中去除。常用的化學除磷藥劑包括石灰、鋁鹽和鐵鹽等。然而,由于石灰對生物處理系統(tǒng)的pH值影響較大,且易引發(fā)管道堵塞問題,因此,在生物除磷為主的污水廠中,鐵鹽和鋁鹽更為常用。
鐵鹽和鋁鹽與磷酸鹽的反應機理可簡述如下:
鐵鹽與磷酸鹽反應生成磷酸鐵(FePO4)沉淀;
鋁鹽與磷酸鹽反應生成磷酸鋁(AlPO4)沉淀;
這些反應能夠有效降低水中的磷含量。然而,同時存在的競爭反應(如金屬離子與氫氧根離子的反應)會影響沉淀效果,因此需要合理控制投加量和投加位置。
二、除磷藥劑投加位置的選擇
除磷藥劑的投加位置對除磷效果有著重要影響。根據(jù)文檔內容,投加位置主要有三種:預沉淀除磷、同步沉淀除磷和后沉淀除磷。
預沉淀除磷:在初沉池前投加藥劑,通過排除初沉池的污泥達到除磷目的。但此方法會顯著增加污泥產量,并對后續(xù)反硝化反應造成不利影響,因此不推薦使用。
同步沉淀除磷:在生化反應池曝氣區(qū)尾部投加藥劑,結合生物除磷過程,提高除磷效率。此方法不僅除磷效率高,還能節(jié)省投藥量,并改善活性污泥在二沉池中的沉降性能,提高回流污泥濃度。因此,這是輔助化學除磷的最佳投藥位置。
后沉淀除磷:在二沉池后投加藥劑,通過混合、絮凝及分離設施去除殘余磷。此方法需增設混凝反應池及終沉池,投資大、運行費用高,通常作為應急備用方案。
三、除磷藥劑投加量的計算
理論上,去除1摩爾的磷酸鹽需要1摩爾的鐵離子或鋁離子。但在實際工程中,由于反應效率并非100%,且存在金屬離子與氫氧根離子的競爭反應,因此需要超量投加藥劑以保證除磷效果。
根據(jù)《給水排水設計手冊》第5冊和德國設計規(guī)范,同步沉淀化學除磷時可按1摩爾磷需投加1.5摩爾的鋁鹽(或鐵鹽)來考慮。這一比例是基于實踐經驗得出的,能夠有效確保出水中的磷濃度達到標準要求。
結論
綜上所述,為提高除磷效果,污水處理廠在選擇除磷藥劑投加位置時應優(yōu)先考慮同步沉淀除磷,即將藥劑投加在生化反應池曝氣區(qū)尾部。同時,根據(jù)理論計算和實踐經驗,合理確定藥劑投加量,確保超量投加以彌補反應效率損失。通過這些措施,可以有效降低污水中的磷含量,保護水環(huán)境免受富營養(yǎng)化危害。
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