污水處理化學(xué)品:脫磷劑的分類和使用簡介
任何污水除磷方法都包括兩個基本步驟。先將可溶性磷(磷酸鹽)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為不溶性懸浮(顆粒狀)物質(zhì),再根據(jù)固液分離將磷從污水中去除。
一、脫磷劑的類型
除磷劑是在污水中加入化學(xué)藥劑,使水中的磷酸根離子形成不溶性鹽,形成絮體后再與水分離,從而去除水中所含的磷。此外,在不改變原水處理步驟或增加大規(guī)模水處理構(gòu)筑物的情況下,將處理回水中的磷含量降低到限值以下,簡單易行,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,可獲得明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)化學(xué)脫磷的原理介紹,脫磷劑可分為四種類型:
1.鋁鹽化學(xué)脫磷劑
化學(xué)除磷中使用鋁鹽作為試劑工藝,常用的有三種,一種是硫酸鋁,一種是氯化鋁,一種是聚合氯化鋁。在具體的反應(yīng)步驟中,有兩個關(guān)鍵的反應(yīng)步驟。首先,三價鋁離子根據(jù)與磷酸鹽的反應(yīng)沉淀,沉淀的化合物是AlPO4。
此外,三價鋁離子能產(chǎn)生水解反應(yīng)。在這一步中,會出現(xiàn)正電荷及其單核羥基絡(luò)合物和其多核羥基絡(luò)合物。經(jīng)過范德華力及其網(wǎng)捕等一系列作用,可以達(dá)到理想的沉淀效果,也符合化學(xué)除磷的要求。在鋁鹽化學(xué)除磷的步驟中,需要重點(diǎn)控制pH,以達(dá)到理想的除磷效果,否則排放水體中鋁鹽會超標(biāo)。
2.鐵鹽化學(xué)脫磷劑
除鐵除磷的關(guān)鍵藥劑有硫酸亞鐵、聚合氯化鐵、氯化鐵和聚合氯化鐵。
鐵鹽和鋁鹽除磷的反應(yīng)機(jī)理相似,除此之外,還會產(chǎn)生強(qiáng)烈的水解作用,同時產(chǎn)生各種聚合反應(yīng)吸附水中的磷。Fe2+的除磷效率與pH值有關(guān),但對于Fe2+除磷的適宜PH值存在爭議:很多人認(rèn)為PH=8時,F(xiàn)e2+的除磷效果較好,但研究表明pH = 7.5 ~ 8.5時不易形成沉淀,從而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要較高的PH值,而環(huán)境污水工廠處理中的PH值往往低于7.5。
此外,F(xiàn)e3(PO4)2在水中不如FePO4穩(wěn)定,這限制了亞鐵鹽在廢水除磷中的應(yīng)用。在實(shí)際操作中,利用好氧池曝氣的特性,可以將Fe2+氧化為Fe3+,提高化學(xué)除磷的效率。與鋁鹽相比,鐵和磷酸鹽反映出形成的沉淀物更穩(wěn)定,且具有沉降速度快的優(yōu)點(diǎn),因此在實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。但它具有出水濁度和色度高、對出水PH值影響大、運(yùn)輸和儲存不便、對設(shè)備腐蝕性大等缺點(diǎn)。同時,鐵也是刺激藻類生長的重要因素,限制了其應(yīng)用范圍。
3.磷酸鈣去除劑
在含磷的污水中加入氫氧化鈣,使污水的pH上升,同時污水中的磷和鈣反應(yīng)生成Ca5(OH)(PO4)3,反應(yīng)式如下
隨著pH值的升高,Ca5(OH)(PO4)3在廢水中的溶解度降低。為了使磷的去除率超過90%,需要在10.5-11的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)H,在此pH范圍內(nèi),廢水中磷的含水量可降至0.5 mg/L以下。
由于需要較高的pH值,對水生生物的正常生長有一定的影響。同時,磷酸鈣除磷劑還會造成池壁或渠壁結(jié)垢、管壁結(jié)垢和曝氣管堵塞等。所以磷酸鈣除磷劑在河道整治和城市環(huán)境污水處理植物中很少使用。
4.復(fù)合新型脫磷劑
新型復(fù)合脫磷劑種類繁多,其中最關(guān)鍵的是聚合氯化鋁鐵(PAFC)和聚合氯化鋁。
(PAC)、聚合氯化鐵(PFC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鐵(PFCS)、聚合硫酸鐵鋁(PAFCS)、聚合硫酸鋁(PFAS)、改性硅藻土以及上述除磷劑的混合物、PAM、二氧化錳等。這類新型除磷藥劑大多往往具有優(yōu)良的電荷中和和吸附架橋效果,優(yōu)良的內(nèi)聚力特性,快速生成絮體,高流量高質(zhì)量,優(yōu)良的地基沉降性能,良好的污泥脫水機(jī)地基沉降特性,無污染,可利用的水質(zhì)pH值覆蓋范圍廣,實(shí)際去除效果強(qiáng),藥劑制作簡單工藝流程,原料易得。其中PAFC在自然環(huán)境污水處理工廠中應(yīng)用廣泛,因?yàn)樗Y(jié)合了鋁鹽和鐵鹽的雙向優(yōu)勢,具有有機(jī)化學(xué)敏感、絮體多而重、地基沉降快、過濾性好等優(yōu)點(diǎn)。
因此,PAFC既能克服鋁鹽形成絮體慢、絮體輕、沉降慢的缺點(diǎn),又能克服鐵鹽除磷出水濁度大、色度高的缺點(diǎn)。改性硅藻土是一種新型化學(xué)除磷劑,由硅藻土、聚合氯化鋁和石灰組成。PAC和石灰可以與PO43-反應(yīng)形成沉積物,例如AlPO4和Ca5(PO4)3OH。同時,硅藻土具有吸附、混凝、過濾和共沉淀功能,能充分接觸并去除水中的PO43-。因此,除磷效果穩(wěn)定,出水總磷變化較小。
二。脫磷劑的使用方法
1.劑量的確定
除磷劑的投入量取決于原水中的磷量、原水中磷的種類、設(shè)計水中的磷量(含水磷的國家標(biāo)準(zhǔn))和設(shè)計除磷效率(除磷劑投入后的磷含量)。最終的投入必須通過小型試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)來確定,或根據(jù)類似工程的經(jīng)驗(yàn)值通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證,以確保水符合相關(guān)法律法規(guī)的要求。
2.直接加法
即固體或粉末狀的除磷劑不經(jīng)稀釋投入水體,但這種方法的應(yīng)用存在一定的限制因素:一是水體的ph處于酸性環(huán)境,二是水體中有攪拌裝置,否則除磷效果非常有限。除磷劑與水體接觸不充分,與磷有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)不能充分發(fā)生。所以這種方法在污水處理站被廣泛使用。
3.稀釋后添加
或者將固體粉末除磷劑按一定稀釋比例稀釋后直接投入目標(biāo)水體的方法,適用范圍廣。
有以下預(yù)防措施:
1.用量:需要通過科學(xué)計算和相關(guān)實(shí)驗(yàn)來確定。
2.稀釋步驟中的攪拌:充分?jǐn)嚢琛?/p>
3.加藥點(diǎn)的選擇:稀釋劑在水流急、河道窄的地方加藥。
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