化学除磷法的原理和特点[除磷剂]

污水的除磷方法有生物除磷法与化学除磷法,化学除磷法由于具有操作简单、除磷效果好且稳定等优点,是目前应用最为广泛的一种除磷方法。

化学除磷法是向含磷污水中投加一定量的金属盐类或者某种聚合物,使废水中溶解的磷形成难溶盐或结品体,从而使磷从污水中分离出去的一种方法。常见的有化学沉淀法与结晶法两种。

一、化学沉淀法除磷

化学沉淀法除磷是向污水中投加药剂,使水中的磷酸根离子生成难溶性盐,形成絮凝体与水分离,从而去除污水中所含磷的一种物理化学方法。根据使用的药剂可分为石灰沉淀法和金属盐沉淀法。

石灰沉淀法:在有羟基离子的存在下,向含有磷酸盐的污水中投加石灰,石灰与水反应生成碳酸钙沉淀,过量的钙离子与磷酸根离子反应生成难溶的羟基磷灰石[ Ca10(PO4)6(OH)2]析出,从而将磷去除。pH对石灰沉淀法除磷的影响很大,随着pH值升高,羟基磷灰石的溶解度急剧下降,即磷的去除率增加,pH值大于9.5后,水中的所有磷酸盐都转为不溶性的沉淀。一般将pH值控制在9.5~10.0之间除磷效果最好。

磷酸铵镁沉淀法(MAP法)是一种常见的金属盐沉淀除磷法。在废水处理中利用镁盐做沉淀剂可以同时去除废水中的氮和磷。磷酸铵镁法的基本原理是向含有磷酸盐和氨氮的污水中投Mg,使之生成难溶的磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H20)析出,从而将磷去除。该方法的沉淀反应不受温度、水中毒素的限制,并且如果废水中NH;的含量很高时,只需投加镁盐,少量投加或不投加铵盐就可以起到同时除磷脱氮的作用。

项目 石灰沉淀法 金属盐沉淀法
混凝剂的必要投加量 根据碱度,将p田H调至一定值
时所需的混凝剂量
按与磷的物质的量比
从沉淀物中再生混凝剂 可以 不可以
污泥产生量
污泥处理 容易 困难
处理水中的溶解盐 不增加 增加
最适宜的pH值范围 >10.0 6.0~8.0
处理效率 一般
适用的处理规模 所有规模
其他 可同时进行氨的解吸,但会生成水垢 投加的药剂对生物处理有利

化学沉淀法的优点是投资少,操作管理方便;缺点是运行费用较高,并且残留金属离子浓度(如铁离子)较高,处理效果随时间会发生变化;化学沉淀产生的化学污泥含水量大,脱水困难,难以处理,容易产生二次污染。

二、结晶法除磷

结晶法除磷是一种较为新型的除磷方法,通过加入矿物晶种,诱使水体中的磷围绕晶种生长成稳定的磷酸盐类物质。向含磷废水中添加一定碱度的Ca2溶液,使该混合液以一定流态通过填料结晶床。由于填料结构和表面性质与羟基磷灰石相似,它破坏溶液中离子的亚稳态,使水中的Ca'+、OH 、POR在填料颗粒表面富集,使局部浓度增高,其离子积大于溶度积,形成羟基磷灰石在填料颗粒表面结晶沉淀,从而达到除磷目的。

结晶法除磷具有处理效率好、污泥产量少、操作简单、适用范围广等优点,通常应用于深度处理城市生活污水厂的二级出水;可以和混凝法联用处理高浓度工业含磷废水;也可以用于去除污泥消化池中具有较高磷浓度的上清液等。