污水除磷（化學(xué)除磷原理）

污水化學(xué)除磷主要是通過化學(xué)沉析過程完成的，化學(xué)沉析是指通過向污水中投加無(wú)機(jī)金屬鹽藥劑與污水中溶解性的鹽類（如磷酸鹽）反應(yīng)生成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)。實(shí)際上投加化學(xué)藥劑后，污水中進(jìn)行的不僅是沉析反應(yīng)，同時(shí)還發(fā)生著化學(xué)絮凝作用，即形成的細(xì)小的非溶解狀的固體物互相粘結(jié)成較大形狀的絮凝體。

污水沉析反應(yīng)可以簡(jiǎn)單的理解為：水中溶解狀的物質(zhì)，大部分是離子狀物質(zhì)轉(zhuǎn)換為非溶解、顆粒狀形式的過程，絮凝則是細(xì)小的非溶解狀的固體物互相粘結(jié)成較大形狀的過程，所以絮凝不是相轉(zhuǎn)移過程。絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析則用于污水中溶解性磷的去除。

污水除磷（化學(xué)除磷藥劑）

為了生成非溶解性的磷酸鹽化合物，用于污水化學(xué)除磷的化學(xué)藥劑主要是金屬鹽藥劑和氫氧化鈣。許多高價(jià)金屬離子藥劑投加到污水中后都會(huì)與污水中的溶解性磷離子結(jié)合生成難溶解性的化合物，但出于經(jīng)濟(jì)原因考慮，用于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(tài)使用的。除金屬鹽藥劑外，氫氧化鈣也用作沉析藥劑，反應(yīng)生成不溶于水的磷酸鈣。

金屬氫氧化物會(huì)形成大塊的絮凝體，這對(duì)于沉析產(chǎn)物的絮凝是有利的，同時(shí)還會(huì)吸附膠體狀的物質(zhì)、細(xì)微懸浮顆粒。需要注意的是有機(jī)物在以化學(xué)除磷為目的化學(xué)沉析反應(yīng)中的沉析去除是次要的，但在分離時(shí)有機(jī)性膠體以及懸浮物的凝結(jié)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(duì)于鐵鹽最佳PH值范圍為5.0～5.5，對(duì)于鋁鹽為6.0～7.0，因?yàn)樵谝陨螾H值范圍內(nèi)FePO4或AlPO4的溶解性最小。另外使用金屬鹽藥劑會(huì)給污水和污泥處理還會(huì)帶來(lái)益處，比如會(huì)降低污泥的污泥指數(shù)，有利于沼氣脫硫等。

由于金屬鹽藥劑的投加會(huì)使污水處理廠出水中的Cl-或SO2-4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。

投加金屬鹽藥劑后相應(yīng)會(huì)降低污水的堿度，這也許會(huì)對(duì)凈化產(chǎn)生不利影響。當(dāng)在同步沉析工藝中使用硫酸鐵時(shí)，必須考慮對(duì)硝化反應(yīng)的影響。另外，如果污水處理廠污泥用于農(nóng)業(yè)，使用金屬鹽藥劑除磷時(shí)必須考慮鋁或者鐵負(fù)荷對(duì)農(nóng)業(yè)的影響。

污水除磷（化學(xué)除磷工藝）

污水化學(xué)除磷工藝可按化學(xué)藥劑的投加地點(diǎn)來(lái)分類，實(shí)際中常采用的有：前置除磷、同步除磷、后置除磷。

前置除磷工藝的特點(diǎn)是化學(xué)藥劑投加在沉砂池中、初沉池的進(jìn)水渠（管）中、或者文丘里渠（利用渦流）中。其一般需要設(shè)置產(chǎn)生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應(yīng)產(chǎn)生的沉析產(chǎn)物（大塊狀的絮凝體）在初沉池中通過沉淀被分離。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(duì)填料產(chǎn)生危害（產(chǎn)生黃銹）。

前置除磷工藝由于僅在現(xiàn)有工藝前端增加化學(xué)除磷措施，比較適合于現(xiàn)有污水處理廠的改建，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(shè)施的負(fù)荷。常用的化學(xué)藥劑主要是石灰和金屬鹽藥劑。前置除磷后控制剩余磷酸鹽的含量為1.5-2.5mg/L，完全能滿足后續(xù)生物處理對(duì)磷的需要。

同步除磷是目前使用最廣泛的化學(xué)除磷工藝，在國(guó)外約占所有化學(xué)除磷工藝的50%。其工藝是將化學(xué)藥劑投加在曝氣池出水或二沉池進(jìn)水中，個(gè)別情況也有將藥劑投加在曝氣池進(jìn)水或回流污泥渠（管）中。目前已確定對(duì)于活性污泥法工藝和生物轉(zhuǎn)盤工藝可采用同步化學(xué)除磷方法，但對(duì)于生物濾池工藝能否將藥劑投加在二次沉淀池進(jìn)水中尚值得探討。

后置除磷是將沉析、絮凝以及被絮凝物質(zhì)的分離在一個(gè)與生物處理相分離的設(shè)施中進(jìn)行，因此也叫二段法工藝。一般將化學(xué)藥劑投加到二沉池后的一個(gè)混合池中，并在其后設(shè)置絮凝池和沉淀池（或氣浮池）。

對(duì)于要求不嚴(yán)的受納水體，在后置除磷工藝中可采用石灰乳液藥劑，但必須對(duì)出水pH值加以控制，如可采用CO2或加酸進(jìn)行中和。

采用氣浮池可以比沉淀池更好地去除懸浮物和總磷，但因?yàn)樾枰愣ü?yīng)空氣因而運(yùn)行費(fèi)用較高。

各種化學(xué)除磷工藝比較

生物法除磷

生物法除磷的原理是某些細(xì)菌交替地處于厭氧與好氧條件下，在厭氧時(shí)?,細(xì)菌吸收低分子的有機(jī)物并以聚β?2羥基丁酸(?PHB)等形式在體內(nèi)儲(chǔ)存起來(lái)?,同時(shí)將細(xì)胞原生質(zhì)中聚合磷酸鹽以正磷酸鹽的方式釋放出來(lái)?,此時(shí)污水中磷的含量升高?,BOD?的含量降低。然后在好氧條件下，細(xì)菌將吸收的有機(jī)物(PHB)氧化分解?,并提供能源?,同時(shí)從污水中吸收大量的磷，以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)存起來(lái)，其吸收的量大于其釋放的量，這時(shí)污水中的磷含量大大降低，通過把剩余污泥排出系統(tǒng)，同時(shí)將細(xì)菌攝入的磷排走從而達(dá)到除磷的目的。

常見的生物除磷主要工藝：A/O工藝、A2/O工藝、SBR工藝等。

A/O工藝，這是目前最為簡(jiǎn)單的一種生物除磷方法，原污水或初沉池出水與回流污泥在厭氧池中進(jìn)行混合，這種工藝要求沒有硝化反應(yīng)。一般來(lái)說，當(dāng)厭氧區(qū)和好氧區(qū)的水力停留時(shí)間分別為0.5～1h和1～3h時(shí)，便可獲得較好的去除磷和去除有機(jī)物的效果。由于生物除磷系統(tǒng)主要通過排除剩余污泥去除磷，因此剩余污泥量的多少將決定系統(tǒng)的脫氮效果。一般污泥齡較短的系統(tǒng)產(chǎn)生較多的剩余污泥，可以取得較高的除磷效果。有報(bào)道，泥齡為30天時(shí)的除磷率為40％；年齡為17天時(shí)除磷率為50％；年齡為5天時(shí)的除磷率可提高到87％。

總結(jié)

化學(xué)沉淀法除磷工藝雖除磷效率相對(duì)較高，但消耗化學(xué)藥劑并產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥，處理成本相對(duì)昂貴;而傳統(tǒng)的生物處理工藝操作簡(jiǎn)單，但磷去除效率較低，難以滿足出水要求。