化学除磷剂投加过量对污泥有什么影响?

化学除磷剂投加过量对污泥有什么影响?
化学除磷是利用无机金属盐作为沉淀剂,与污水中的磷酸盐类物质反应形成难溶性含磷化合物与絮凝体,将污水中的溶解性磷酸酸盐分离出来。
1、化学除磷的基础
化学除磷的药剂主要有铁盐、铝盐和石灰,由于石灰对生物处理的pH影响较大,加之容易引起管道堵塞问题,给运行管理带来很多麻烦,一般在以生物除磷为主、化学除磷为辅的污水处理厂中很少采用。
目前国内常采用铁盐或者铝盐作为沉淀剂,其与磷的化学反应式如下:
Al³⁺+PO₄³⁻ → AlPO₄↓
Fe³⁺+PO₄³⁻ → FePO₄↓
由式(1)和式(2),去除1 mol磷酸盐需要1 mol铁盐或铝盐。去除1 g P至少需要1.8 g的Fe,或者0.9 g的Al。
实际反应中并非100%有效进行,OH⁻会与金属离子竞争生成氢氧化物,所以实际需超量投加以保证出水P浓度。德国提出投加系数β概念:
β = (mol Fe, mol Al) / mol P
在最佳条件下β=1;非最佳条件下β=2~3或更高。过量投加不仅使药剂费增加,且因氢氧化物大量形成使污泥量显著增加,这种污泥体积大、难脱水。
为有效除磷(出水P<1 mg/L),推荐β=1.5,即:
去除1 kg P需投加 1.5×(56/31)=2.7 kg Fe
去除1 kg P需投加 1.5×(27/31)=1.3 kg Al
若用石灰则不适用此计算方式,需通过试验确定。
2、计算举例
例1(三氯化铝AlCl₃,有效成分6%,密度1.3 kg/L):
设计水量10000 m³/d,进水P=14 mg/L,出水P=1 mg/L,初沉去2 mg/L,生物同化去1 mg/L。
需沉析去除P负荷=100 kg/d
Al投加量=1.5×(27/31)×100=130 kg Al/d
→ AlCl₃质量=2167 kg/d,体积≈1667 L/d
例2(硫酸亚铁FeSO₄,有效Fe 180 g/kg,10℃饱和溶解度400 g/L):
Fe投加量=1.5×(56/31)×100=270 kg Fe/d
→ FeSO₄质量=1500 kg/d,饱和液体积≈20833 L/d
3、除磷剂投加过量的影响
同步化学除磷中投加不足除磷不佳,投加过量亦有问题:
增加絮凝:高分子无机絮凝剂过量可使出水较清澈(无反溶现象)。
压泥难度增加:过量正电荷金属沉积物吸附于带负电菌胶团表面,改变电荷性,PAM不变时压泥变难。
絮体细化:减弱胞外多糖(EPS)作用,活性污泥絮团变小、松散。
污泥量增大:金属磷酸盐增多,产泥量明显升高。
污泥处理难度增加:污泥中无机金属盐升高,不利于后续脱水及处置。
水体发黄/褐:铁盐或铝盐过量使出水呈黄色或褐色。
pH下降:弱酸性除磷剂过量投加使整体水质偏酸。
江西中跃环保设备有限公司(位于九江,专业提供污水处理一体化设备)在为客户设计同步/后置化学除磷系统时,应依据进出水TP浓度通过烧杯试验确定投加系数β(一般1.5~2.0),并配套自动加药联动及pH在线监测,防止因铁盐/铝盐长期过量投加导致污泥产量剧增、脱水困难及生化系统受冲击。对一级A达标排放项目,建议在二沉池后或深度处理单元设化学除磷点,并预留PAM助凝设备。



