脫氮除磷係統藥劑投加方法解析（二）

如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一項汙水處理的專業知識——脫氮除磷係統如何正確的投加藥劑？

三、 堿度的投加

1、什麽情況需要投加堿度?

堿度是衡量汙水對酸的中和能力的指標。堿度與pH密切相關，對於生物脫氮除磷工藝的汙水廠至關重要。

硝化過程中堿度的消耗導致汙水pH下降，利用鐵鹽或鋁鹽進行化學沉澱除磷也會造成堿度下降。

pH下降導致硝化反應速率降低，當pH約為6時硝化停止；pH值低於7時，聚糖菌會與聚磷菌發生競爭，影響聚磷菌利用VFA能力，從而影響生物除磷效果。另外，堿度也反映了汙水的緩衝能力，即應對不同進水水質pH變化的能力。

因此，為保證硝化反應的進行，一些汙水處理廠需要外加堿度。有許多化學藥品可以用來補充堿度。化學藥品的選擇受到當地自然條件、當地化學品價格以及操作人員偏好的影響。

2、可以用於補充堿度的化學物質有哪些?投加量怎麽計算?

可以用於補充堿度的化學物質有氫氧化鈉（NaOH）、氫氧化鈣（消石灰）[Ca（OH）2]和氧化鈣（生石灰）（CaO）等。

氫氧化鈉價格較高，但是與氫氧化鈣相比，使用操作更方便，儲存及投加係統的年運行費用較低；氫氧化鈣通常以固體物質的形式出售，在使用前必須成漿，石灰漿池易發生結垢；氧化鈣需熟化，熟化操作過程的勞動環境惡劣且勞動強度大，維持設備運行需耗費大量人力。

補充堿度投加係統設計時，一般采用50～100 mg/L（CaCO³計）作為出水的目標堿度。實際運行時每個廠都必須進行單獨評估，以確定多大的出水堿度能保證出水pH值穩定。

在確定投加量時，需要考慮後續工藝對出水pH和堿度的影響。通常氯氣會增加酸度，進一步降低出水的pH值；次氯酸鈉會增加堿度；用鐵鹽或鋁鹽沉澱除磷，當好氧池中鋁鹽或鐵鹽過量投加時，產生氫氧化物沉澱會增加堿度消耗。

通常對於鋁鹽，產生每毫克氫氧化鋁需要消耗5.56 mg 的CaCO³。對於鐵鹽，產生每毫克氫氧化鐵需要消耗2.69 mg的CaCO³。

3、氫氧化鈉的安全存放措施

氫氧化鈉屬於強堿，若投加過量，會造成pH明顯上升。稀釋後的氫氧化鈉溶液必須在低於0 ℃的條件下冷凍保存。50%的氫氧化鈉溶液的冰點約為12.8 ℃，因此其儲存池及管道必須加熱並保溫。一旦液體溫度低於12.8 ℃，氫氧化鈉將結晶並從溶液中析出。發生結晶的氫氧化鈉很難被再次溶解。氫氧化鈉用廠內供水或飲用水進行現場稀釋，在混合點易出現結垢現象。

因此，稀釋係統混合點處的管道接口應設計成易清洗的形式；氫氧化鈉的投加點也容易發生結垢，建議氫氧化鈉投加於回流汙泥管，因回流汙泥管中流量較大，可以保護管線防止結垢。

四、化學除磷中的藥劑投加

1、化學除磷的投加位置

化學除磷的基本原理是將溶解性的磷轉化為化學沉澱物，在汙泥沉澱過程中去除。用於廢水中化學沉澱除磷的化學物質有鐵鹽、鋁鹽和鈣鹽，其中鐵鹽較為常用。

化學除磷藥劑的投加量需結合整個處理係統進行考慮。應充分利用生物除磷作用對磷的吸收，使化學藥劑得到有效利用，並使汙泥的產量最小化。

根據出水中的磷濃度的不同目標，化學藥劑可以在不同的投加點投加，如圖1所示。若在初沉池中進行化學除磷，還需要考慮下遊微生物對磷的需求。若投加藥劑去除了過量的磷，則生物係統將麵臨營養物質缺乏的問題。

鐵或亞鐵化合物可以在初沉池前投加，並在初沉池中沉澱。鐵鹽的除磷效果取決於反應時間的長短。完全反應需要5 ~ 10 min，因此需要鐵鹽與汙水的混合反應區以形成難溶沉澱物。

若沒有條件設置混合反應區，則需將藥劑投加在更上遊的區域，以保證足夠的停留時間。鐵鹽也可以在二沉池前投加，鐵鹽沉澱物在沉澱池上遊形成，並在沉澱池中從係統中分離。

亞鐵鹽在曝氣池前投加，因為亞鐵離子氧化成鐵離子需要消耗額外的氧氣；過量投加會增加出水中的離子濃度，因此亞鐵離子不能在二沉池中投加。過量或未反應的亞鐵離子一旦被帶入消毒係統，將消耗氯氣，同時形成沉澱（提高出水總懸浮固體TSS濃度）。

此外，若采用紫外線消毒係統，鐵會幹擾紫外線的吸收，在燈管上形成淤積，加快燈管的清洗頻率。建議每個汙水處理廠進行小試，以確定達到出水溶解性磷目標值所需的實際摩爾投加量。

2、化學除磷的投加量

通常磷沉澱所需的鐵鹽摩爾投加量基於出水期望的溶解性磷濃度而非進水磷濃度。若初沉池將磷的濃度降低到1 mg/L，需要投加的鐵鹽Fe3+:P的摩爾比為1.67:1或質量比3:1；在二級處理係統中去除0.5 mg/L溶解性磷需要投加的鐵鹽Fe3+:P的摩爾比2.27:1或質量比4.1:1。

此外，投加鐵離子無法使出水中溶解性磷濃度低於0.10 mg/L。要達到這個濃度，則需要投加的鐵鹽與磷的摩爾比為12:1。

3、藥劑存儲和操作問題

鐵鹽或亞鐵鹽呈酸性，因此需考慮存儲和操作的問題。可用玻璃纖維增強塑料（FRP）或聚乙烯存儲池來存儲氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵或硫酸亞鐵。計量泵可采用蠕動泵、螺杆泵或隔膜泵。應盡量在接近投加點附近添加，以減少電鍍作用的影響。泵體需采用聚氯乙烯（PVC）材料。管道、閥門及配件需采用PVC或過氯乙烯（CPVC）材料。

五、最後總結三項重點：

1、投加化學藥劑肯定會增加設施建設費用和日常運行費用，所以是否需要投加化學藥劑應根據排放或利用的標準確定；

2、藥劑的有效利用取決於準確的投加劑量和適當的混合措施；

3、最後必須強調要做好可靠的防護措施，保證運行維護人員的安全和健康。

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