化學除磷知識匯總

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——化學除磷，並向您詳細介紹化學除磷技術的知識匯總。

TP被認為是富營養化的主要影響物，特別是中科院在研究太湖流域中，提到TP是影響水體富營養化的最重要指標，超過TN的影響，倒置AAO針對TP的問題應運而生，但無論是AAO及AAO的變種或者氧化溝等工藝都無法實現同步的脫氮除磷，因此化學輔助除磷是必須配置的！

一、總磷的組分

總磷性質講分為有機磷、正磷酸鹽、偏磷酸鹽、焦磷酸鹽、磷酸氫鹽、三磷酸鹽等等。

對於化驗分析來說，TP是在過硫酸鉀消解的情況下，用鉬酸銨進行分光光度，總磷自然就包括了以上的所有磷，這也屬於國標的測定方法。

1、有機磷如何測定？

多數情況下，我們是通過測定TP和正磷酸鹽，二者的差值認定為是有機磷，嚴格意義上說是不準確的，因為其中包含了偏磷酸鹽等，那正規的測定方法，是用氯仿進行多次萃取，然後進行氣相色譜測定，從這個角度看，一般的化驗室是無法測定的，也就是大家常用前述的方法進行測定了。

2、正磷酸鹽如何測定？

一般情況下，我們是在未消解的情況下，進行鉬酸銨分光光度測定，如果水樣中含有大量的懸浮物，我們會過濾一下進行測定，因此我們測定的正磷酸鹽都是溶解性的，對於懸浮性的基本排除掉了；

為什麽說這麽多呢？是因為要保證TP達到更嚴格的排放限值，必須分析來說中的磷組分，常規的化學除磷，去除的主要是正磷酸鹽，而對於有機磷及偏磷酸鹽等是很難去除的，通常需要次氯酸鈉化學氧化或堿性水解的方式將其分解成正磷酸鹽，然後通過化學藥劑去除。

而我們所稱的化學除磷其實指的就是去除正磷酸鹽！

二、化學除磷原理

化學除磷主要是通過化學沉析過程完成的，化學沉析是指通過向汙水中投加無機金屬鹽藥劑與汙水中溶解性的鹽類（如磷酸鹽）反應生成顆粒狀、非溶解性的物質。實際上投加化學藥劑後，汙水中進行的不僅是沉析反應，同時還發生著化學絮凝作用，即形成的細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的絮凝體。

汙水沉析反應可以簡單的理解為：水中溶解狀的物質，大部分是離子狀物質轉換為非溶解、顆粒狀形式的過程，絮凝則是細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的過程，所以絮凝不是相轉移過程。絮凝是用於改善沉澱池的沉澱效果，而沉析則用於汙水中溶解性磷的去除。

三、化學除磷藥劑

為了生成非溶解性的磷酸鹽化合物，用於化學除磷的化學藥劑主要是金屬鹽藥劑和氫氧化鈣。許多高價金屬離子藥劑投加到汙水中後都會與汙水中的溶解性磷離子結合生成難溶解性的化合物，但出於經濟原因考慮，用於磷沉析的金屬鹽藥劑主要是Fe3+鹽、Fe2+鹽和Al3+鹽，這些藥劑是以溶液和懸浮液狀態使用的。除金屬鹽藥劑外，氫氧化鈣也用作沉析藥劑，反應生成不溶於水的磷酸鈣。

鋁鹽除磷方程式：

Al2（SO4）3+6H2O→2Al（OH）3+3SO42-+6H+

Al2（SO4）3+2PO43-→2AlPO4+3SO42-

在pH為6.0-6.5的條件下，每1mol的磷需要加鋁1.5-3.0mol。如果水顯堿性，在加鋁之前應先降低pH以減少Al（OH）3沉澱。

鐵鹽除磷方程式：

Fe2（SO4）3+3HCO3-→Fe（OH）3+2SO42-+3CO2

Fe3++PO43-→FePO4↓  pH=5～5.5

每1mol磷需要加鐵（Fe3+）1.5-3mol，最佳pH為5.0。

對磷含量為5mg/l左右的二級處理水，通過投加100－200mg/l的氯化鐵（FeCl3.6H2O）就可以得到90％以上的磷去除率。

金屬氫氧化物會形成大塊的絮凝體，這對於沉析產物的絮凝是有利的，同時還會吸附膠體狀的物質、細微懸浮顆粒。需要注意的是有機物在以化學除磷為目的化學沉析反應中的沉析去除是次要的，但在分離時有機性膠體以及懸浮物的凝結在絮凝體中則是決定性的過程。

沉析效果是受PH值影響的，金屬磷酸鹽的溶解性同樣也受PH的影響。對於鐵鹽最佳PH值範圍為5.0～5.5，對於鋁鹽為6.0～7.0，因為在以上PH值範圍內FePO4或AIPO4的溶解性最小。另外使用金屬鹽藥劑會給汙水和汙泥處理還會帶來益處，比如會降低汙泥的汙泥指數，有利於沼氣脫硫等。

由於金屬鹽藥劑的投加會使汙水處理廠出水中的Cl-或SO42-離子含量增加。如果沉析藥劑溶液中另外含有酸的話，則需特別加以注意。

投加金屬鹽藥劑後相應會降低汙水的堿度，這也許會對淨化產生不利影響。當在同步沉析工藝中使用硫酸鐵時，必須考慮對硝化反應的影響。

另外，如果汙水處理廠汙泥用於農業，使用金屬鹽藥劑除磷時必須考慮鋁或者鐵負荷對農業的影響。

石灰除磷方程式：

5Ca2++4OH-+3HPO42-→Ca5OH（PO4）3+3H2O

為使磷的去除率達到90％以上，需要把pH值調到10.5-11.0以上。Ca/P的重量比為2.2：1以上。

沉析過程中，對於不溶解性的磷酸鈣的形成起主要作用的不是Ca2+，而是OH-離子，因為隨著pH值的提高，磷酸鈣的溶解性降低，采用Ca（OH）2除磷要求的pH值為8.5以上。

但在pH值為8.5到10.5的範圍內除了會產生磷酸鈣沉析外，還會產生碳酸鈣，這也許會導致在池壁或渠、管壁上結垢。與鈣進行磷酸鹽沉析的反應除了受到PH值的影響，另外還受到碳酸氫根濃度（堿度）的影響。在一定的PH值惰況下，鈣的投加量是與堿度成正比的。

對於軟或中硬的汙水，采用鈣沉析時，為了達到所要求的PH值所需要的鈣量是很少的，具有強緩衝能力的汙水相反則要求較大的鈣投加量。

四、化學除磷工藝

化學除磷工藝可按化學藥劑的投加地點來分類，實際中常采用的有：前置除磷、同步除磷和後置除磷。

前置除磷工藝的特點是化學藥劑投加在沉砂池中、初沉池的進水渠（管）中、或者文丘裏渠（利用渦流）中。其一般需要設置產生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應產生的沉析產物（大塊狀的絮凝體）在初沉池中通過沉澱被分離。

如果生物段采用的是生物濾池，則不允許使用鐵鹽藥劑，以防止對填料產生危害（產生黃鏽）。前置除磷工藝由於僅在現有工藝前端增加化學除磷措施，比較適合於現有汙水處理廠的改建，通過這一工藝步驟不僅可以除磷，而且可以減少生物處理設施的負荷。

常用的化學藥劑主要是石灰和金屬鹽藥劑。前置除磷後控製剩餘磷酸鹽的含量為1.5-2.5mg/L，完全能滿足後續生物處理對磷的需要。

同步除磷是目前使用最廣泛的化學除磷工藝，在國外約占所有化學除磷工藝的50%。其工藝是將化學藥劑投加在曝氣池出水或二沉池進水中，個別情況也有將藥劑投加在曝氣池進水或回流汙泥渠（管）中。目前已確定對於活性汙泥法工藝和生物轉盤工藝可采用同步化學除磷方法，但對於生物濾池工藝能否將藥劑投加在二次沉澱池進水中尚值得探討。

後置除磷是將沉析、絮凝以及被絮凝物質的分離在一個與生物處理相分離的設施中進行，因此也叫二段法工藝。一般將化學藥劑投加到二沉池後的一個混合池中，並在其後設置絮凝池和沉澱池（或氣浮池）。

對於要求不嚴的受納水體，在後置除磷工藝中可采用石灰乳液藥劑，但必須對出水pH值加以控製，如可采用CO2進行中和。采用氣浮池可以比沉澱池更好地去除懸浮物和總磷，但因為需要恒定供應空氣因而運行費用較高。

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