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1、化學(xué)除磷的基礎(chǔ)
化學(xué)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(yùn)行管理帶來很多麻煩，一般在以生物除磷為主，化學(xué)除磷為輔的污水處理廠中很少采用。目前，國內(nèi)常愛用鐵鹽或者鋁鹽作為沉淀劑，其與磷的化學(xué)反應(yīng)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(shí)際計算采用克分子(mol)或者克原子量。
在化學(xué)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(shí)際中，反應(yīng)中并不是100%有效進(jìn)行的，加之OH-會與金屬離子競爭反應(yīng)，生成相應(yīng)的氫氧化，，所以實(shí)際化學(xué)沉析藥劑投加一般需要超量投加，以保證達(dá)到所需要的出水P濃度。德國在計算時，提出了投加系數(shù)β的概念，即：
β=(molFe,molAl)/molP
投加系數(shù)β是受多種因素影響的，如投加地點(diǎn)、混合條件等，實(shí)際投加時建議通過投加試驗確定，下圖是投加系數(shù)和磷減少量的關(guān)系。在條件下(適宜的投加、良好的混合和絮凝體的形成條件)β=1；在非條件下，β=2到3或更高。過量投加藥劑不僅會使藥劑費(fèi)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。
德國在實(shí)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(xué)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(yán)格意義上講，投加系數(shù)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(yīng)考慮：1、回流污泥中含有未反應(yīng)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(shè)計水量為10000m3/d，進(jìn)水中的P濃度為14mg/1，出水P濃度要求達(dá)到1mg/l。設(shè)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(jīng)過初次沉淀地沉淀處理后去除的磷為2mg/l，則生物處理設(shè)施進(jìn)水的P濃度為11mg/l，經(jīng)過生物同化作用去除的P為1mg/l。則需經(jīng)沉析去除的 ：
P負(fù)荷=10000m3/d·(0.011-0.001)kg/m3=100kg/d
設(shè)計采用投加系數(shù)β值為1.5，
設(shè)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(shè)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(shè)計參數(shù)同例1。
解：
設(shè)計采用投加系數(shù)β值為1.5，
設(shè)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(xué)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(chǎn)生一些問題。除磷劑投加量過多的影響有以下幾點(diǎn)：
1、增加絮凝，化學(xué)除磷劑的另一個身份是高分子無機(jī)絮凝劑，和PAM不同，進(jìn)水絮凝劑過量并不會有反溶現(xiàn)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(tuán)(負(fù)電荷)表面，使菌膠團(tuán)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(tuán)表面，減弱了胞外多糖(EPS)的作用，使菌膠團(tuán)絮性減弱，導(dǎo)致活性污泥絮團(tuán)細(xì)小。
4、污泥量增大。在廢水除磷處理中，當(dāng)除磷劑投加量太大時則會出現(xiàn)產(chǎn)泥量過高。這也是它相對于微生物處理法應(yīng)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(dāng)除磷劑投加過量時，除了污泥量增加外，污泥中的無機(jī)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(xiàn)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(zhì)酸性加強(qiáng)，pH下降。
原標(biāo)題:化學(xué)除磷劑投加過量對污泥有什么影響？
