磷门一脚（中）--污水厂的化学除磷实战

北极星环保网讯:这一周，我们接着上一期的内容继续来谈污水厂的除磷，在上周我们进行了污水处理厂的生物除磷的了解之后，这一周我们再来聊聊化学除磷，化学除磷也是在各个污水厂现阶段采用的最常用的手段之一，化学除磷的前因后果究竟是怎样的呢?今天我们就详细的展开来说说污水厂磷门一脚的化学除磷。

化学除磷，顾名思义，可以理解是通过化学方法对污水中的磷去除的方式。由于磷在化合态下可以生成稳定的磷酸盐沉淀，因此化学方法去除水中的磷，就是在污水中投加相应的盐类，使之和水中的磷酸根发生化学反应，生成磷酸盐沉淀，从而去除水中的磷。化学法去除磷正是基于这种机理，选择化学盐类，投加到污水中，生成化学沉淀污泥，通过泥水分离，污泥进行脱水外运，最终达到除去污水中磷的作用。

化学法除磷，选择的盐类主要有Ca2+，Al3+，Fe3+等金属盐类。我们分别来看看这三种盐类是如何和水中的磷发生作用的。

一、钙盐Ca2+

钙盐的投加通常以以Ca(OH)2的形式加入。它在中性的污水中主要与含有碱性(主要是碳酸氢根HCO3-)的废水生成碳酸钙，碳酸钙在沉淀过程中，形成的沉淀体增强了水中SS去除。

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2→2CaCO3↓+ 2H2O.

当污水中的pH值上升达到10左右时，过量的钙离子将与磷酸盐反应，形成了羟基磷灰石的沉淀：

10Ca2++6PO43-+2OH-→Ca10(PO4)6(OH)2↓

由于反应需要达到10左右的PH值，一般而言，需要投加过量的石灰来提升水体的PH值，因此所需的量与磷酸盐的量相比，远远高于磷酸盐的量。因此石灰的投加主要取决于污废水的PH条件，一般在高PH值的工业废水中可以采用投加石灰的方式。所需的石灰的剂量可以近似为碳酸钙碱度的1.5倍。但是在后续处理或者排放之前是需要对水体进行中和以降低pH。一般用二氧化碳(CO2)对水体进行碳酸化来降低pH值。

二、铝盐，Al3+

铝盐或聚合铝盐是广泛用于污水厂的化学除磷药剂，在污水中生成磷酸盐沉淀，既磷酸铝(AlPO4)。基本的反应是：

Al3++HnPO43-n→AlPO4↓+nH+

铝盐在投加过程中所需的剂量是根据污水中所要的去除磷的量来计算的。但是会随着污水中磷浓度的降低，凝聚和去除效率会出现一个下降的趋势。在实践中，在铝盐的投加的剂量率在50和200mg / l之间时可以达到达到污水中总磷的80-90%去除率。如果通过计算，很低的总磷含量需要过低的铝盐投加量的时候，去除率会明显下降。

三、铁盐Fe3+

三氯化铁、硫酸盐和硫酸亚铁都广泛用于去除磷，尽管实际反应尚未完全了解。根据铁盐可以推定的基本反应是：

Fe3++HnPO43-n→FePO4↓+nH+

铁离子会和水中的磷酸根结合形成磷酸铁。但是铁盐呈酸性，在污水进行反应的时候，方程式右边的H+会阻止反应向右进行，导致总磷去除率下降所以如果加入一些助凝剂，如石灰等，提高pH，提供反应中生成H+的消耗，可以使反应加速进行，并增强凝聚能力，提高总磷的去除效果。

通过了解这三种药剂，可以看到钙盐对PH的要求很高，需要进行过量投加，同时对出水的PH影响较大，需要进行调酸。铝盐的要求最少，铁盐需要辅助药剂。同时钙盐石灰呈碱性，铝盐呈中性，铁盐呈酸性，对运输储存来说，铝盐的成本很低。因此从运行维护管理成本来说，铝盐是最经济的一种化学除磷药剂。

在了解了这三种药剂的化学反应机理以后，我们需要了解化学药剂在污水厂的投加点。污水处理厂从生物处理阶段来说，一般分为一级物理处理，二级生物处理，三级深度处理。而化学药剂的投加点也就分别在这三处，根据与生物处理的位置不同，分为前投加，同步投加，后投加，全投加四种，对应于下图中的a、b、c、d四种模式。

延伸阅读：

磷门一脚(上)--污水厂的生物除磷实战