導讀：化學除磷的藥劑主要有鐵鹽、鋁鹽和石灰，由於石灰對生物處理的pH影響較大，加之容易引起管道堵塞問題，給運行管理帶來很多麻煩，一般在以生物除磷為主，化學除磷為輔的汙水處理廠中很少采用。同步化學除磷，除磷劑如果投加量不足，會造成除磷效果不佳，但並不是投放的越多效果就越好，投加過度反而會產生一些問題。

　　

　　化學除磷是利用無機金屬鹽作為沉澱劑，與汙水中的磷酸鹽類物質反應形成難溶性含磷化合物與絮凝體，將汙水中的溶解性磷酸鹽分離出來。

　　

　　1、化學除磷的基礎

　　

　　化學除磷的藥劑主要有鐵鹽、鋁鹽和石灰，由於石灰對生物處理的pH影響較大，加之容易引起管道堵塞問題，給運行管理帶來很多麻煩，一般在以生物除磷為主，化學除磷為輔的汙水處理廠中很少采用。目前，國內常愛用鐵鹽或者鋁鹽作為沉澱劑，其與磷的化學反應式如下(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，實際計算采用克分子(mol)或者克原子量。

　　

　　在化學沉析除磷時，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。

　　

　　由於在實際中，反應中並不是100%有效進行的，加之OH-會與金屬離子競爭反應，生成相應的氫氧化，，所以實際化學沉析藥劑投加一般需要超量投加，以保證達到所需要的出水P濃度。德國在計算時，提出了投加係數β的概念，即：

　　

　　β=(molFe,molAl)/molP

　　

　　投加係數β是受多種因素影響的，如投加地點、混合條件等，實際投加時建議通過投加試驗確定，下圖是投加係數和磷減少量的關係。在最佳條件下(適宜的投加、良好的混合和絮凝體的形成條件)β=1；在非最佳條件下，β=2到3或更高。過量投加藥劑不僅會使藥劑費增加，而且因氫氧化物的大量形成也會使汙泥量大大增加，這種汙泥體積大、難脫水。

　　

　　德國在實際計算中，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值大於8.5，而且投加量受汙水堿度(緩衝能力)的影響，所以其投加量必須針對各自的汙水通過試驗確定。

　　

　　從嚴格意義上講，投加係數β值的概念隻適用於後沉析，對於前沉析和同步沉析在計算時還應考慮：1、回流汙泥中含有未反應的藥劑；2、在初次沉澱池中和生物過程去除的磷。（好文推送：礦泉水廠對廢水排放有哪些要求？）

　　

　　2、計算舉例

　　

　　例1：汙水處理廠設計水量為10000m3/d，進水中的P濃度為14mg/1，出水P濃度要求達到1mg/l。設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：

　　

　　經過初次沉澱地沉澱處理後去除的磷為2mg/l，則生物處理設施進水的P濃度為11mg/l，經過生物同化作用去除的P為1mg/l。則需經沉析去除的 ：

　　

　　P負荷=10000m3/d·(0.011-0.001)kg/m3=100kg/d

　　

　　設計采用投加係數β值為1.5，

　　

　　設計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，其它設計參數同例1。

　　

　　解：

　　

　　設計采用投加係數β值為1.5，

　　

　　設計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麽影響？

　　

　　同步化學除磷，除磷劑如果投加量不足，會造成除磷效果不佳，但並不是投放的越多效果就越好，投加過度反而會產生一些問題。除磷劑投加量過多的影響有以下幾點：

　　

　　1、增加絮凝，化學除磷劑的另一個身份是高分子無機絮凝劑，和PAM不同，進水絮凝劑過量並不會有反溶現象，可以保證一些汙泥絮性不好汙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(負電荷)表麵，使菌膠團電荷性改變，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表麵，減弱了胞外多糖(EPS)的作用，使菌膠團絮性減弱，導致活性汙泥絮團細小。

　　

　　4、汙泥量增大。在廢水除磷處理中，當除磷劑投加量太大時則會出現產泥量過高。這也是它相對於微生物處理法應用於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，形成更多的汙泥。

　　

　　5、汙泥處理難度增加。當除磷劑投加過量時，除了汙泥量增加外，汙泥中的無機金屬鹽也會升高，增加汙泥的處理難度。

　　

　　6、水體變黃。除磷劑投加過量時，因為常用除磷劑屬於鐵鹽除磷劑，它在水中形成過多的鐵離子或鋁離子，會使水體呈現黃色或褐色。

　　

　　7、pH值下降。這是由於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酸性加強，pH下降。