一、化學(xué)除磷時要注意哪些問題？

化學(xué)除磷會產(chǎn)生的問題：

1、化學(xué)除磷最大的問題是會使污水處理污泥量顯著增加；

2、化學(xué)除磷會使污泥濃度降低20%左右，因此污泥體積加大，從而增加了污泥處理與處置的難度；

3、使用化學(xué)除磷時，出水可溶性固體含量增加。若固液分離不好時，鐵鹽除磷會使出水呈微紅色。

二、除磷藥劑如何投加效果最好？投加量如何計算？

（一）化學(xué)除磷的原理

化學(xué)除磷藥劑有三類，分別是石灰，鋁鹽和鐵鹽等。

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，所以以生物除磷為主的污水廠很少使用。

國內(nèi)較常用的是鐵鹽或鋁鹽，它們與磷的化學(xué)反應(yīng)如式(1)?(2)?

Al3++PO3-4→AlPO4↓(1)

Fe3++PO3-4→FePO4↓(2)

與沉淀反應(yīng)相競爭的反應(yīng)是金屬離子與OH-的反應(yīng)，反應(yīng)式如式(3)?(4)?

Al3++3OH-→Al(OH)3↓(3)

Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓(4)

金屬氫氧化物會形成大塊的絮凝體，這對于沉淀產(chǎn)物的絮凝是有利的，同時還會吸附膠體狀的物質(zhì)?細(xì)微懸浮顆粒?

（二）除磷藥劑投加位置的選擇

除磷藥劑的投加位置有以下三種。

1、預(yù)沉淀除磷：在初沉池前投加化學(xué)藥劑，通過排除初沉池的污泥達(dá)到除磷的目的?但是這種方法會大量增加污泥產(chǎn)量，并且對后續(xù)反硝化反應(yīng)造成影響，一般不推薦使用。

2、同步沉淀除磷：在生化反應(yīng)池中投加化學(xué)藥劑，通過排除二沉池的剩余污泥除磷?

同步沉淀除磷一般是在生化反應(yīng)池曝氣區(qū)尾部投加除磷藥劑，結(jié)合生物除磷過程，將絕大部分的磷在生物處理段內(nèi)予以去除?這種方法除磷效率高，節(jié)省投藥量，而且可以改善活性污泥在二沉池中的沉降性能，提高回流污泥濃度?

3、后沉淀除磷：即在二沉池后投加化學(xué)藥劑，通過混合?絮凝及分離設(shè)施將殘余在出水中的磷去除?

后沉淀除磷一般須設(shè)混凝反應(yīng)池及終沉池，投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。

綜上，輔助化學(xué)除磷的最佳投藥位置宜設(shè)在生化反應(yīng)池曝氣區(qū)尾部?同時，預(yù)留二沉池后除磷藥劑投加點(diǎn)，以備應(yīng)急情況下投入使用，確保最終出水。

（三）除磷藥劑投加量的計算

由式(1)和式(2)可知去除1mol的磷酸鹽，需要1mol的鐵離子或鋁離子?

由于在實(shí)際工程中，反應(yīng)并不是100%有效進(jìn)行的，加之OH^-會參與競爭，與金屬離子反應(yīng)，生成相應(yīng)的氫氧化物，如式(3) 和式(4)，所以實(shí)際化學(xué)沉淀藥劑一般需要超量投加，以保證達(dá)到所需要的出水 P濃度?

《給水排水設(shè)計手冊》第5冊和德國設(shè)計規(guī)范中都提到了同步沉淀化學(xué)除磷可按1mol磷需投加1.5mol的鋁鹽 (或鐵鹽)來考慮?

為了計算方便，實(shí)際計算中將摩爾換算成質(zhì)量單位?

如：1molFe=56gFe，1 molAl=27gAl，1molP=31gP；

也就是說去除1kg 磷，當(dāng)采用鐵鹽時需要投加:1.5×(56/31)=2.7 kgFe/kgP；

當(dāng)采用鋁鹽時需投加:1.5×(27/31)= 1.3kgAl/kgP?

（四）需要輔助化學(xué)除磷去除的磷量計算

同步沉淀化學(xué)除磷系統(tǒng)中，想要計算出除磷藥劑的投加量，關(guān)鍵是先求得需要輔助化學(xué)除磷去除的磷量?對于已經(jīng)運(yùn)行的污水處理廠及設(shè)計中的污水處理廠其算法有所不同?

1、已經(jīng)運(yùn)行的污水處理廠 PPrec=PEST-PER 

(5) 式中 PPrec———需要輔助化學(xué)除磷去除的磷量，mg/L；
PEST———二沉池出水總磷實(shí)測濃度，mg/L；
PER———污水處理廠出水允許總磷濃度，mg/L? 

2、設(shè)計中的污水處理廠

根據(jù)磷的物料平衡可得: PPrec=PIAT-PER-PBM -PBioP 

(6) 式中 PIAT———生化系統(tǒng)進(jìn)水中總磷設(shè)計濃度，mg/L； 
PBM ———通過生物合成去除的磷量，PBM= 0.01CBOD，IAT，mg/L； CBOD，IAT———生化系統(tǒng)進(jìn)水中 BOD5 實(shí)測濃度， mg/L； 
PBioP———通過生物過量吸附去除的磷量，mg/L?

PBioP值與多種因素有關(guān)，德國 ATV-A131標(biāo)準(zhǔn)中推薦PBioP的取值可根據(jù)如下幾種情況進(jìn)行估算：

(1)當(dāng)生化系統(tǒng)中設(shè)有前置厭氧池時:PBioP可按(0.01~0.015)CBOD，IAT進(jìn)行估算? 

(2)當(dāng)水溫較低?出水中硝態(tài)氮濃度≥15mg/L，即使設(shè)有前置厭氧池，生物除磷的效果也將受到一定的影響，PBioP可按 (0.005~0.01)CBOD，IAT 進(jìn)行估算? 

(3)當(dāng)生化系統(tǒng)中設(shè)有前置反硝化或多級反硝化池，但未設(shè)厭氧池時，PBioP可按≤0.005CBOD，IAT進(jìn)行估算?

(4)當(dāng)水溫較低，回流至反硝化區(qū)的內(nèi)回流混合液部分回流至厭氧池時(此時為改善反硝化效果將厭氧池作為缺氧池使用)，PBioP可按≤0.005CBOD，IAT進(jìn)行估算? 

（五）計算案例

eg1：已建污水處理廠某城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模為2萬 m3/d，已建成穩(wěn)定運(yùn)行，二沉池出水排放標(biāo)準(zhǔn)總磷PER≤1.0mg/L，運(yùn)行數(shù)據(jù)表明二沉池出水實(shí)測總磷濃度 PEST = 2.5mg/L，欲采用液體三氯化鐵(FeCl3)作為同步化學(xué)除磷藥劑，其有效成分為40% (400gFeCl3/kg FeCl3 溶液)，密度為1.42kg/L，求所需除磷藥劑量?

解:按式(5)進(jìn)行計算 PPrec=2.5-1.0=1.5mgP/L；

所需 Fe的投加量至少為2.7×1.5×20000× 10-3=81kgFe/d；

折算成每天需要有效成分為40%的FeCl3溶液體積量為:V =81/[40% ×56/(56+35.5×3)× 1.42]=0.42m3FeCl3/d? 

eg2：設(shè)計中的污水處理廠某城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計水量為4萬 m3/d，采用A2/O 生物脫氮除磷工藝，厭氧池進(jìn)水水質(zhì)為: BOD5(CBOD，IAT)=200 mg/L，TP(PIAT )=6 mg/L，設(shè)計水溫12 ℃，冬季運(yùn)行時為保證脫氮效果，需將部分厭氧區(qū)作為缺氧區(qū)使用?

二沉池出水 BOD5 排放標(biāo)準(zhǔn)CBOD，EST ≤10 mg/L，出水總磷排放標(biāo)準(zhǔn) PEST≤0.5mg/L?設(shè)計采用固體聚氯化鋁 (PAC) 作為輔助化學(xué)除磷的藥劑，其有效成分為30%(300 gAl2O3/kgPAC)?

為同步沉淀除磷，計算該污水處理廠冬季運(yùn)行時所需的除磷藥劑量?

解：通過生物合成去除的磷為：

PBM =0.01CBOD，IAT = 0.01×200=2mgP/L；

通過生物過量吸附去除的磷為：

PBioP≤0.005CBOD，IAT=0.005×200=1mgP/L?

三、化學(xué)除磷藥劑究竟在哪投加效果最好？

化學(xué)除磷藥劑投加位置：

1、前置投加點(diǎn)在原污水處，形成沉淀物與初沉污泥一起排除。前置投加的優(yōu)點(diǎn)是還可去除相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物，因此能減少生物處理的負(fù)荷。

2、后置投加點(diǎn)是在生物處理之后，形成的沉淀物通過另設(shè)的固液分離裝置進(jìn)行分離，這一方法的出水水質(zhì)好，但需增建固液分離設(shè)施。

3、同步投加點(diǎn)為初次沉淀池出水管道或生物反應(yīng)池內(nèi)，形成的沉淀物與剩余污泥一起排除。