化學(xué)除磷是利用無機(jī)金屬鹽作為沉淀劑，與污水中的磷酸鹽類物質(zhì)反應(yīng)形成難溶性含磷化合物與絮凝體，將污水中的溶解性磷酸鹽分離出來。

1、化學(xué)除磷的基礎(chǔ)

化學(xué)除磷的藥劑主要有鐵鹽、鋁鹽和石灰，由于石灰對(duì)生物處理的pH影響較大，加之容易引起管道堵塞問題，給運(yùn)行管理帶來很多麻煩，一般在以生物除磷為主，化學(xué)除磷為輔的污水處理廠中很少采用。目前，國(guó)內(nèi)常愛用鐵鹽或者鋁鹽作為沉淀劑，其與磷的化學(xué)反應(yīng)式如下（1）、（2）：

Al³⁺+PO₄^3- →Al PO_4↓（1 ）e³⁺+PO₄^3- →Fe PO_4↓（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(jì)算方便，實(shí)際計(jì)算采用克分子(mol)或者克原子量。

在化學(xué)沉析除磷時(shí)，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。

由于在實(shí)際中，反應(yīng)中并不是100%有效進(jìn)行的，加之OH-會(huì)與金屬離子競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，生成相應(yīng)的氫氧化，，所以實(shí)際化學(xué)沉析藥劑投加一般需要超量投加，以保證達(dá)到所需要的出水P濃度。德國(guó)在計(jì)算時(shí)，提出了投加系數(shù)β的概念，即：

β=(molFe,molAl)／molP

投加系數(shù)β是受多種因素影響的，如投加地點(diǎn)、混合條件等，實(shí)際投加時(shí)建議通過投加試驗(yàn)確定，下圖是投加系數(shù)和磷減少量的關(guān)系。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(huì)使藥劑費(fèi)增加，而且因氫氧化物的大量形成也會(huì)使污泥量大大增加，這種污泥體積大、難脫水。

德國(guó)在實(shí)際計(jì)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(xué)沉析藥劑，則不能采用這種計(jì)算方法，因?yàn)槠湟笸都拥膒H值大于8.5，而且投加量受污水堿度(緩沖能力)的影響，所以其投加量必須針對(duì)各自的污水通過試驗(yàn)確定。

從嚴(yán)格意義上講，投加系數(shù)β值的概念只適用于后沉析，對(duì)于前沉析和同步沉析在計(jì)算時(shí)還應(yīng)考慮：1、回流污泥中含有未反應(yīng)的藥劑；2、在初次沉淀池中和生物過程去除的磷。

2、計(jì)算舉例

例1：污水處理廠設(shè)計(jì)水量為10000m3/d，進(jìn)水中的P濃度為14mg/1，出水P濃度要求達(dá)到1mg/l。設(shè)計(jì)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(jì)算所需要的藥劑量。

解：

經(jīng)過初次沉淀地沉淀處理后去除的磷為2mg/l，則生物處理設(shè)施進(jìn)水的P濃度為11mg/l，經(jīng)過生物同化作用去除的P為1mg/l。則需經(jīng)沉析去除的 ：

P負(fù)荷=10000m3/d·(0.011-0.001)kg/m3=100kg/d

設(shè)計(jì)采用投加系數(shù)β值為1.5，

設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)采用藥劑硫酸亞鐵FeSO4，有效成分為180gFe/kgFeSO4，在10℃時(shí)的飽和溶解度為400gFeSO4/l，其它設(shè)計(jì)參數(shù)同例1。

解：

設(shè)計(jì)采用投加系數(shù)β值為1.5，

設(shè)計(jì)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(huì)有什么影響？

同步化學(xué)除磷，除磷劑如果投加量不足，會(huì)造成除磷效果不佳，但并不是投放的越多效果就越好，投加過度反而會(huì)產(chǎn)生一些問題。除磷劑投加量過多的影響有以下幾點(diǎn)：

1、增加絮凝，化學(xué)除磷劑的另一個(gè)身份是高分子無機(jī)絮凝劑，和PAM不同，進(jìn)水絮凝劑過量并不會(huì)有反溶現(xiàn)象，可以保證一些污泥絮性不好污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(tuán)（負(fù)電荷）表面，使菌膠團(tuán)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(tuán)表面，減弱了胞外多糖（EPS）的作用，使菌膠團(tuán)絮性減弱，導(dǎo)致活性污泥絮團(tuán)細(xì)小。

4、污泥量增大。在廢水除磷處理中，當(dāng)除磷劑投加量太大時(shí)則會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)泥量過高。這也是它相對(duì)于微生物處理法應(yīng)用于廢水除磷處理中的弊端。投加過量會(huì)使水中的金屬磷酸鹽更多，形成更多的污泥。

5、污泥處理難度增加。當(dāng)除磷劑投加過量時(shí)，除了污泥量增加外，污泥中的無機(jī)金屬鹽也會(huì)升高，增加污泥的處理難度。

6、水體變黃。除磷劑投加過量時(shí)，因?yàn)槌Ｓ贸讋⿲儆阼F鹽除磷劑，它在水中形成過多的鐵離子或鋁離子，會(huì)使水體呈現(xiàn)黃色或褐色。

7、pH值下降。這是由于除磷劑為弱酸性聚合物藥劑，在廢水除磷處理時(shí)，酸性藥劑投加量增加使整體水質(zhì)酸性加強(qiáng)，pH下降。

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