脱氮除磷系统药剂投加方法解析（二）

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一项污水处理的专业知识——脱氮除磷系统如何正确的投加药剂？

三、 碱度的投加

1、什么情况需要投加碱度?

碱度是衡量污水对酸的中和能力的指标。碱度与pH密切相关，对于生物脱氮除磷工艺的污水厂至关重要。

硝化过程中碱度的消耗导致污水pH下降，利用铁盐或铝盐进行化学沉淀除磷也会造成碱度下降。

pH下降导致硝化反应速率降低，当pH约为6时硝化停止；pH值低于7时，聚糖菌会与聚磷菌发生竞争，影响聚磷菌利用VFA能力，从而影响生物除磷效果。另外，碱度也反映了污水的缓冲能力，即应对不同进水水质pH变化的能力。

因此，为保证硝化反应的进行，一些污水处理厂需要外加碱度。有许多化学药品可以用来补充碱度。化学药品的选择受到当地自然条件、当地化学品价格以及操作人员偏好的影响。

2、可以用于补充碱度的化学物质有哪些?投加量怎么计算?

可以用于补充碱度的化学物质有氢氧化钠（NaOH）、氢氧化钙（消石灰）[Ca（OH）2]和氧化钙（生石灰）（CaO）等。

氢氧化钠价格较高，但是与氢氧化钙相比，使用操作更方便，储存及投加系统的年运行费用较低；氢氧化钙通常以固体物质的形式出售，在使用前成浆，石灰浆池易发生结垢；氧化钙需熟化，熟化操作过程的劳动环境恶劣且劳动强度大，维持设备运行需耗费大量人力。

补充碱度投加系统设计时，一般采用50～100 mg/L（CaCO³计）作为出水的目标碱度。实际运行时每个厂都进行单独评估，以确定多大的出水碱度能保证出水pH值稳定。

在确定投加量时，需要考虑后续工艺对出水pH和碱度的影响。通常会增加酸度，进一步降低出水的pH值；次氯酸钠会增加碱度；用铁盐或铝盐沉淀除磷，当好氧池中铝盐或铁盐过量投加时，产生氢氧化物沉淀会增加碱度消耗。

通常对于铝盐，产生每毫克氢氧化铝需要消耗5.56 mg 的CaCO³。对于铁盐，产生每毫克氢氧化铁需要消耗2.69 mg的CaCO³。

3、氢氧化钠的存放措施

氢氧化钠属于强碱，若投加过量，会造成pH明显上升。稀释后的氢氧化钠溶液在低于0 ℃的条件下冷冻保存。氢氧化钠溶液的冰点约为12.8 ℃，因此其储存池及管道加热并保温。一旦液体温度低于12.8 ℃，氢氧化钠将结晶并从溶液中析出。发生结晶的氢氧化钠很难被再次溶解。氢氧化钠用厂或饮用水进行现场稀释，在混合点易出现结垢现象。

因此，稀释系统混合点处的管道接口应设计成易清洗的形式；氢氧化钠的投加点也容易发生结垢，建议氢氧化钠投加于回流污泥管，因回流污泥管中流量较大，可以保护管线防止结垢。

四、化学除磷中的药剂投加

1、化学除磷的投加位置

化学除磷的基本原理是将溶解性的磷转化为化学沉淀物，在污泥沉淀过程中去除。用于废水中化学沉淀除磷的化学物质有铁盐、铝盐和钙盐，其中铁盐较为常用。

化学除磷药剂的投加量需结合整个处理系统进行考虑。应充分利用生物除磷作用对磷的吸收，使化学药剂得到有效利用，并使污泥的产量小化。

根据出水中的磷浓度的不同目标，化学药剂可以在不同的投加点投加，如图1所示。若在初沉池中进行化学除磷，还需要考虑下游微生物对磷的需求。若投加药剂去除了过量的磷，则生物系统将面临营养物质缺乏的问题。

铁或亚铁化合物可以在初沉池前投加，并在初沉池中沉淀。铁盐的除磷效果取决于反应时间的长短。完全反应需要5 ~ 10 min，因此需要铁盐与污水的混合反应区以形成难溶沉淀物。

若没有条件设置混合反应区，则需将药剂投加在更上游的区域，以保证足够的停留时间。铁盐也可以在二沉池前投加，铁盐沉淀物在沉淀池上游形成，并在沉淀池中从系统中分离。

亚铁盐在曝气池前投加，因为亚铁离子氧化成铁离子需要消耗额外的氧气；过量投加会增加出水中的离子浓度，因此亚铁离子不能在二沉池中投加。过量或未反应的亚铁离子一旦被带入消毒系统，将消耗，同时形成沉淀（提高出水总悬浮固体TSS浓度）。

此外，若采用紫外线消毒系统，铁会干扰紫外线的吸收，在灯管上形成淤积，加快灯管的清洗频率。建议每个污水处理厂进行小试，以确定达到出水溶解性磷目标值所需的实际摩尔投加量。

2、化学除磷的投加量

通常磷沉淀所需的铁盐摩尔投加量基于出水期望的溶解性磷浓度而非进水磷浓度。若初沉池将磷的浓度降低到1 mg/L，需要投加的铁盐Fe3+:P的摩尔比为1.67:1或质量比3:1；在二级处理系统中去除0.5 mg/L溶解性磷需要投加的铁盐Fe3+:P的摩尔比2.27:1或质量比4.1:1。

此外，投加铁离子无法使出水中溶解性磷浓度低于0.10 mg/L。要达到这个浓度，则需要投加的铁盐与磷的摩尔比为12:1。

3、药剂存储和操作问题

铁盐或亚铁盐呈酸性，因此需考虑存储和操作的问题。可用玻璃纤维增强塑料（FRP）或聚乙烯存储池来存储氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁或硫酸亚铁。计量泵可采用蠕动泵、螺杆泵或隔膜泵。应尽量在接近投加点附近添加，以减少电镀作用的影响。泵体需采用聚氯乙烯（PVC）材料。管道、阀门及配件需采用PVC或过氯乙烯（CPVC）材料。

五、总结三项要点：

1、投加化学药剂肯定会增加设施建设费用和日常运行费用，所以是否需要投加化学药剂应根据排放或利用的标准确定；

2、药剂的有效利用取决于准确的投加剂量和适当的混合措施；

3、强调要做好可靠的防护措施，保证运行维护人员的健康。

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