除磷工艺比较与选择

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污水除磷工艺比较与选择
1. 化学除磷
1.1 化学除磷原理
化学除磷主要是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投
加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类（如磷酸盐）反应生成颗粒状、非溶
解性的物质。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅是沉析反应，同时还
发生着化学絮凝作用，即形成的细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状
的絮凝体。
污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物
质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相
粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。絮凝是用于改善沉淀池的
沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。
1.2 化学除磷药剂
为了生成非溶解性的磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属
盐药剂和氢氧化钙。许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶
解性磷离子结合生成难溶解性的化合物，但出于经济原因考虑，用于磷沉析的
金属盐药剂主要是 Fe3+盐、Fe2+盐和 Al3+盐，这些药剂是以溶液和悬浮液状态
使用的。除金属盐药剂外，氢氧化钙也用作沉析药剂，反应生成不溶于水的磷
酸钙。
表1 污水净化常用药剂
类型 名称 分子式 状态
铝盐
硫酸铝
Al2(SO4)3·18H2O 固体
Al2(SO4)3·14H2O 液体
nAl2(SO4)3·xH2O+mFe2(SO4)3·y
H2O
固体
氯化铝
AlCl3 液体
AlCl3+FeCl3 液体
聚合氯化铝 [Al2(OH)nCl6-n]m 液体
二 价 铁
盐硫酸亚铁
FeSO4·7H2O 固体
FeSO4 液体
三 价 铁
盐
氯化硫酸铁 FeClSO4 液体（约 40%）
氯化铁 FeCl3 液体（约 40%）
熟石灰 氢氧化钙 Ca(OH)2 约40%的乳液
铝盐的混凝沉淀
Al2(SO4) 3 + 6H2O----2Al(OH) 3+3SO42-+6CO2
Al2 (SO4) 3 + 2PO4----2AlPO4+3SO42-
在 pH 为 6.0—6.5 的条件下，每 1mol 的磷需要加铝 1.5-3.0 mol。如果水显碱
性，在加铝之前应先降低 pH 以减少 Al(OH)3 沉淀。
铁盐的混凝沉淀
Fe2(SO4)3 + 3HCO3----Fe(OH)3+2SO42-+3CO2
Fe3+ + PO43----FePO4↓ pH=5～5.5
每 1mol 磷需要加铁（Fe3+) 1.5—3 mol，最佳 pH 为 5.0。
对磷含量为 5mg/l 左右的二级处理水，通过投加 100－200mg/l 的氯化铁（
FeCl3.6H2O)就可以得到 90％以上的磷去除率。
金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同
时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷
为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但在分离时有机性胶体以及悬浮
物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。
沉析效果是受 PH 值影响的，金属磷酸盐的溶解性同样也受 PH 的影响。对于
铁盐最佳 PH 值范围为 5.0～5.5，对于铝盐为 6.0～7.0，因为在以上 PH 值范围
内 FePO4 或 AIPO4 的溶解性最小。另外使用金属盐药剂会给污水和污泥处理还
会带来益处，比如会降低污泥的污泥指数，有利于沼气脱硫等。
由于金属盐药剂的投加会使污水处理厂出水中的 Cl-或 SO2-4 离子含量增加。
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