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化學除磷劑投加過量對污泥有什么影響?

發布日期:2019-08-01 00:23:01   瀏覽次數:1027
化學除磷是利用無機金屬鹽作為沉淀劑,與污水中的磷酸鹽類物質反應形成難溶性含磷化合物與絮凝體,將污水中的溶解性磷酸鹽分離出

化學除磷是利用無機金屬鹽作為沉淀劑,與污水中的磷酸鹽類物質反應形成難溶性含磷化合物與絮凝體,將污水中的溶解性磷酸鹽分離出來。


1、化學除磷的基礎


化學除磷的藥劑主要有鐵鹽、鋁鹽和石灰,由于石灰對生物處理的pH影響較大,加之容易引起管道堵塞問題,給運行管理帶來很多麻煩,一般在以生物除磷為主,化學除磷為輔的污水處理廠中很少采用。目前,國內常愛用鐵鹽或者鋁鹽作為沉淀劑,其與磷的化學反應式如下(1)、(2):


Al3++PO43- →Al PO4↓(1)


Fe3++PO43- →Fe PO4↓(2)


由式1和式2去除一分子的磷酸鹽,需要一分子的鐵鹽或者鋁鹽。為了計算方便,實際計算采用克分子(mol)或者克原子量。


在化學沉析除磷時,去除lmol(31g)P至少需要lmol(56g)Fe,或者至少需要1.8(56/31)倍的Fe,或者0.9(27/31)倍的Al。也就是說去除lgP至少需要1.8g的Fe,或者0.9g的Al。


由于在實際中,反應中并不是100%有效進行的,加之OH-會與金屬離子競爭反應,生成相應的氫氧化,,所以實際化學沉析藥劑投加一般需要超量投加,以保證達到所需要的出水P濃度。德國在計算時,提出了投加系數β的概念,即:


β=(molFe,molAl)/molP


投加系數β是受多種因素影響的,如投加地點、混合條件等,實際投加時建議通過投加試驗確定,下圖是投加系數和磷減少量的關系。在最佳條件下(適宜的投加、良好的混合和絮凝體的形成條件)β=1;在非最佳條件下,β=2到3或更高。過量投加藥劑不僅會使藥劑費增加,而且因氫氧化物的大量形成也會使污泥量大大增加,這種污泥體積大、難脫水。


1.jpg


德國在實際計算中,為了有效地去除磷(出水保持<1mgP/1),β值為1.5,也就是說去除1kg磷,需要投加:


1.5×(56/31)=2.7 kg Fe


或者,


1.5×(27/31)=1.3 kg Al


若用石灰作為化學沉析藥劑,則不能采用這種計算方法,因為其要求投加的pH值大于8.5,而且投加量受污水堿度(緩沖能力)的影響,所以其投加量必須針對各自的污水通過試驗確定。


從嚴格意義上講,投加系數β值的概念只適用于后沉析,對于前沉析和同步沉析在計算時還應考慮:1、回流污泥中含有未反應的藥劑;2、在初次沉淀池中和生物過程去除的磷。


2、計算舉例


例1:污水處理廠設計水量為10000m3/d,進水中的P濃度為14mg/1,出水P濃度要求達到1mg/l。設計采用沉析藥劑三氯化鋁AlCl3,其有效成分為6%(60g/kgAlCl3),密度為1.3kg/l。為同步沉析,試計算所需要的藥劑量。


解:


經過初次沉淀地沉淀處理后去除的磷為2mg/l,則生物處理設施進水的P濃度為11mg/l,經過生物同化作用去除的P為1mg/l。則需經沉析去除的 :


P負荷=10000m3/d·(0.011-0.001)kg/m3=100kg/d


設計采用投加系數β值為1.5,


設計Al的投加量為:1.5×(27/31)×100=130kgAl/d


折算需要藥劑量為:130×1000(g/d)/60(g/kg)=2167kg/dAlCl3


折算需要體積量為:2167(kg/d)/1.3(kg/l)=16671/dAlCl3


例2:設計采用藥劑硫酸亞鐵FeSO4,有效成分為180gFe/kgFeSO4,在10℃時的飽和溶解度為400gFeSO4/l,其它設計參數同例1。


解:


設計采用投加系數β值為1.5,


設計Fe的投加量為:1.5×5631×100=270kg Fe/d


折算需要藥劑量為:270×1000(g/d)/180(g/kg)=1500kg/dFeSO4


飽和溶液中的有效成分為:180(g/kg)·0.4(kg/l)=72gFe/l FeSO4


折算需要體積量為:1500·1000(g/d)/72(g/l)=20833l/dFeSO4


3、除磷劑投加量過多會有什么影響?


同步化學除磷,除磷劑如果投加量不足,會造成除磷效果不佳,但并不是投放的越多效果就越好,投加過度反而會產生一些問題。除磷劑投加量過多的影響有以下幾點:


1、增加絮凝,化學除磷劑的另一個身份是高分子無機絮凝劑,和PAM不同,進水絮凝劑過量并不會有反溶現象,可以保證一些污泥絮性不好污水處理廠的出水清澈。


2、過多的正電荷金屬沉積物吸附在菌膠團(負電荷)表面,使菌膠團電荷性改變,在PAM不變的情況下增加了壓泥的難度。


3、過多的正電荷金屬沉積物吸附在菌膠團表面,減弱了胞外多糖(EPS)的作用,使菌膠團絮性減弱,導致活性污泥絮團細小。


4、污泥量增大。在廢水除磷處理中,當除磷劑投加量太大時則會出現產泥量過高。這也是它相對于微生物處理法應用于廢水除磷處理中的弊端。投加過量會使水中的金屬磷酸鹽更多,形成更多的污泥。


5、污泥處理難度增加。當除磷劑投加過量時,除了污泥量增加外,污泥中的無機金屬鹽也會升高,增加污泥的處理難度。


6、水體變黃。除磷劑投加過量時,因為常用除磷劑屬于鐵鹽除磷劑,它在水中形成過多的鐵離子或鋁離子,會使水體呈現黃色或褐色。


7、pH值下降。這是由于除磷劑為弱酸性聚合物藥劑,在廢水除磷處理時,酸性藥劑投加量增加使整體水質酸性加強,pH下降。

 
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