除磷劑使用方法技術指導書.doc

1、鄧州市河流除磷工程除磷劑使用方法指導書 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 一、水中磷的存在形式2存在形式21.2、總磷的測定原理介紹31.2.1、消解原理31.2.2、分光光度計原理3 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 二、除磷方法簡介52.1、除磷機理52.2、除磷方法5221、化學除磷法52.2.2、生物除磷法6 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 三、除磷劑簡介73.1、鋁鹽化學除磷藥劑73.2、鐵鹽化學除磷藥劑73.3

2、、氫氧化鈣除磷藥劑73.4、復合新型除磷藥劑8 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 四、除磷劑使用方法94.1、投加量的確定94.2、直接投加法94.3、稀釋之后投加法9五、相關水質(zhì)量標準和排放標準105.1、地表水環(huán)境質(zhì)量標準105.2、污水綜合排放標準10 、水中磷的存在形式存在形式隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增長、人口的急劇增加、含磷洗滌劑和農(nóng)藥化肥的大量使 用，水體中的磷鹽日益增加。雖然氮磷同為水體生物的重要營養(yǎng)物質(zhì)，但是藻類 等水生生物對磷更敏感，而且當水體中的氮濃度較低時，水體中的藍藻、綠藻可 通過固氮作用來補充氮濃度不足，可見磷是水體富營養(yǎng)化的最

3、主要的控制因子。 因此，有效降低排放廢水中的磷含量已成為防治水體富營養(yǎng)化的重要途徑之一。天然水和廢水中含有的磷絕大多數(shù)以各種形式的磷酸鹽存在，也有有機磷的化 合物。從化學形式上看，水中的磷化合物可分以下幾類。它們存再于水溶液中，腐 殖質(zhì)粒子中和水生生物中。3-2-正磷酸鹽,即 PO4、HPO4、H2PO4O4-5-9-縮合磷酸鹽，包括焦磷酸鹽、偏磷酸鹽、聚合磷酸鹽等，如Pg?、HPO 等。有機磷化合物(如磷脂等)。一般天然水體中磷酸鹽的含量不高?；省⒁睙?、合成洗滌劑等行業(yè)的工業(yè)廢 水及生活污水中含有較多的磷存在。磷是生物生長必須的元素之一。但水中含磷 量過高時(如超過0.2mgL),則可能造

4、成藻類過度的繁殖，甚至數(shù)量上達到有害 的程度(稱為富營氧化或優(yōu)氧化)，此時則會造成湖泊、河流等水體的透明度降 低，水質(zhì)變壞。所以磷是評價水質(zhì)的重要指標之一。1.2、總磷的測定原理介紹消解原理1消解的目的：將其他形式的磷轉化為正磷酸鹽不溶性（呈膠體.顆粒狀）、Q可溶性廠 P30105P2O74- PO尹PO43HPO42V H2PO4PO41.2.2、分光光度計原理2L牢目車弟抗分光光度法的原理po- +相酸鹽+抗壞血酸h藍色絡合物（磷鉗藍）2 .標準曲線的繪制將冷卻后的校準系列+蒸館水至50mU ImL抗壞血酸*2mL鉗酸鹽充分混 勻，放置15Din顯色后，用IonIn比色皿，于70OnnI處

5、，以零濃度溶液為參比, 測趣吸光度繪制以磷含址(Rg)對吸光度的校準曲線。二、除磷方法簡介2.1、除磷機理所有的污水除磷方法都包含有兩個必要的過程，首先將溶解性磷(磷酸鹽) 物質(zhì)轉化為不溶性懸浮(顆粒)性狀態(tài)，然后通過固液分離將磷從污水中除去。2.2、除磷方法化學除磷法化學除磷法是向污水中投加化學藥劑，使水中磷酸根離子生成難溶性鹽，形 成絮凝體后與水分離，從而去除水中所含的磷。投加混凝劑有助于提高分離效率， 目前所選的藥劑一般為金屬鹽和氫氧化鈣。由于經(jīng)濟原因主要選用的金屬鹽藥劑為 鋁鹽和鐵鹽，其反應式為(以鋁鹽為例):Al3 + P(-AI1j()4當使用硫酸鋁作為混凝劑時，其產(chǎn)生的反應式為：

6、AI2(SO4)3 + 2PJ2 AlP(I + 3S(在鐵鹽和鋁鹽中，用于除磷處理的以鋁鹽居多，混合液的PH對除磷效果有一 定的影響。當PH為67時，鋁鹽的處理效果最好；當PH為5-5.5時，鐵鹽的處理 效果最好；因為在上述PH范圍內(nèi)，F(xiàn)ePo4和AlPo4的溶解度最小。除了金屬鹽以外，還經(jīng)常用氫氧化鈣做為沉淀藥劑，向含磷污水中加入氫氧化 鈣，污水的PH上升，同時污水中磷與鈣反應生成Ca(5 OH) (PO4) 3.反應式如下： 5Ca 40l 3IIP(C(OI!)(PO4)J + 32O隨著PH的升高，污水中Ca5 (OH) (PO4) 3的溶解度降低，為使磷的去除率達到90%以上，需要

7、把PH調(diào)至10.5-11范圍內(nèi)，在此PH范圍內(nèi)，污水中的磷含量 可降低至0.5mgL以下。結晶法也是一種化學除磷方法，其除磷機理為：二級水處理中的磷酸根離子 與鈣離子反應生成磷酸鈣，當PH為堿性時，以堿式磷酸鈣(輕基磷石灰)的形式 存在，反應式如下：Loea24 + 2OH * + 6PQj Ca10 OH )2 PQ4 )6堿性臨時酸鈣的溶解度隨著PH的升高而降低，雖然在一定的PH范圍內(nèi), Ca2+, OH-, PO43-,分別以離子的形式存在，但隨著PH的升高，在亞穩(wěn)定范圍內(nèi), 污水中的磷與晶體接觸，在晶體表面產(chǎn)生磷石灰析出，從而使水中的磷濃度下降。 采用結晶法除磷時，由于磷在晶體表面析出

8、，僅僅是晶體變大，因此在處理過程 中產(chǎn)生的污泥量比混凝沉淀少很多。2.2.2、生物除磷法生物除磷主要是利用聚磷菌的聚磷作用，20世紀70年代，人們在傳統(tǒng)活性污 泥工藝的運行管理中，發(fā)現(xiàn)了一類特殊的兼性細菌，如不動細菌屬、氣桿胞菌、棒 桿菌屬等，在好氧狀態(tài)下能超量地將污水中的磷吸入體內(nèi)，是體內(nèi)的磷的含量超過 10%,有時甚至高達30%o而一般細菌體內(nèi)磷含量只有2%左右。這類細菌被廣泛地用于生物除磷，被稱為聚磷菌。當在厭氧條件下聚磷菌吸收有機物（如脂肪 酸），同時將細胞質(zhì)中聚合磷酸鹽異染粒的磷釋放出來，提供必要的生存能量。在 隨后的好氧條件下所吸收的有機物被氧化并提供能量，同時從廢水中吸收超過其生

9、 長需要的磷，并以聚磷酸鹽的形式儲存起來，由于系統(tǒng)需要經(jīng)常排放剩余污泥， 被細菌過量吸收的磷也將隨著剩余污泥排出系統(tǒng)，從而得到較好的除磷效果。 藥劑還會引起池壁或渠、管壁上結垢及曝氣管堵塞等,因此鈣鹽除磷藥劑在河道 三、除磷劑簡介除磷劑是對城市水源水混凝除濁處理及除磷的物品。能夠在對城市水源水混 凝除濁處理同時，達到深度除磷目的。從而將處理后飲用水中的磷含量降至界限值以下，不需要改變原水處理流 程，不需要增設大型水處理構筑物，簡便易行，經(jīng)濟實用，可獲得顯著的社會和 經(jīng)濟效益。根據(jù)化學除磷法的原理介紹，除磷劑主要分為四類：3.1、鋁鹽化學除磷藥劑采用鋁鹽作為藥劑添加在化學除磷工藝中，經(jīng)常使用的有

10、三種，一種是硫酸鋁，一種是氯化鋁，還有一種是聚合氯化鋁，在具體的反應過程中，包含兩個主 要的反應過程，首先是三價鋁離子通過與磷酸根產(chǎn)生反應而出現(xiàn)沉淀，沉淀的化合物為AlPO 4o其次是三價鋁離子能夠出現(xiàn)水解反應，在這一過程中會有正電荷 以及單核疑基絡合物以及多核疑基絡合物的存在， 在經(jīng)過范德華力以及網(wǎng)捕等一 系列的作用以后，就能達到比較理想的沉淀效果，這樣也就達到了化學除磷的要 求。在運用鋁鹽進行化學除磷的過程中，需要重點控制pH,這樣才能達到理想的 除磷效果，否則會造成所排放的水體中鋁鹽超標。3.2、鐵鹽化學除磷藥劑鐵鹽除磷藥劑主要有硫酸亞鐵、聚合氯化硫酸鐵、氯化鐵及聚合氯化鐵等。鐵鹽與鋁鹽

11、除磷反應機理類似，之外還會發(fā)生強烈水解并同時發(fā)生各種聚合反應吸 附水中的磷。Fe?+除磷效率與PH相關，但有關Fe?+除磷最佳PH存在爭議：有人認 為pH=8時，F(xiàn)e?+除磷效果最好，但研究表明pH=7.58.5時不易生成沉淀， 從而降低了除磷效率。Fe?+除磷需要較高PH值，而環(huán)境污水廠處理中PH值往往低于7.5 ,另外，在水中Fe. (PO4) 2沒有FePO4穩(wěn)定，這些都限制了二價鐵鹽在廢水除磷中的應用,實際過程中可利用好氧池曝氣的特點將Fe?+氧化成Fe 3來提高 化學除磷效率。鐵鹽與磷酸鹽反應形成沉淀物相對于鋁鹽更加穩(wěn)定，而具有沉降速 度快的優(yōu)點，因此實際應用比較多，但是具有出水濁度

12、與色度高、對出 水PH影響大、運輸和貯存麻煩、對設備腐蝕大等缺點，同時鐵也是刺激藻類 生長和引發(fā)湖泊水華的一個重要因素，這些缺點限制其使用范圍。3.3、氫氧化鈣除磷藥劑由于需要較高的pH,對水體生物的正常生長有一定的影響，同時鈣鹽除磷治理和城市環(huán)境污水處理廠中應用的比較少。3.4、復合新型除磷藥劑復合新型除磷藥劑種類多樣，其中主要有聚氯化鋁鐵( PAFC).聚氯化鋁(PAC)、聚氯化鐵(PFC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚亞鐵、聚氯硫酸鐵(PFCS)、 聚合硫酸氯化鋁鐵(PAFCS)、聚合硫酸鋁鐵(PFAS)、改性硅藻土以及上述幾種除磷 藥劑和PAM.二氧化鎰等形成的混合物等。這些新型除磷藥劑基

13、本上都有良好的電荷中和與吸附架橋功 能，凝聚性能良好，絮凝體生成迅速，密集度高 且質(zhì)量大，沉降性能優(yōu)越，沉降的污泥脫水性能好，無二次污染，適用水體 PH值范圍廣，具有較強的去除效果，而且藥劑生產(chǎn)工藝簡單，原料易得，生產(chǎn)成本低。 其中PAFC在環(huán)境污水廠中應用的比較多，原因在于PAFC結合了鋁鹽和鐵鹽的雙 重優(yōu)點，化學反應速度快、形成絮體大且重、沉降快和過濾性好等優(yōu)點。因此， PAFC既能克服鋁鹽絮體生成慢、絮體輕、沉降慢的不足，同時又能克服鐵鹽除磷的 出水渾濁、色度高的缺點。改性硅藻土是最近新使用的化學除磷藥劑，3-其組成包括硅藻土、PAC和石灰等，其中的PAC和石灰可與PO4反應生成AlPO

14、4和C“5 (PoQ 3OH等沉淀物，同時硅藻土具有吸附、混凝、過濾、共沉等作 用，能充分接觸并除去水中的PO o因此除磷效果較穩(wěn)定，出水TP變化較 小。四、除磷劑使用方法4.1、投加量的確定除磷劑投加量的確定依據(jù)有一下幾種因素：原水中磷含量的大小、原水磷含量的種類、設計出水磷含量的大?。ǔ鏊讎覙藴剩┖驮O計除磷效率（除磷 劑投加之后的含磷量）。最終投加量的確定要經(jīng)過小試和中試的實驗確定，或是 根據(jù)同類相似工程的經(jīng)驗值確足后進行中試驗證，確保出水達到相關法規(guī)要求。4.2、直接投加法即固體或粉末狀的除磷劑不經(jīng)過稀釋而直接投加到水體中的方法，但是這種方法的使用有一定的限制因素：第一要求所加水體

15、的PH為酸性環(huán)境，第二所加的水體中有攪拌裝置，否則除磷效果非常有限，因為除磷劑沒有充分與水體接觸， 就不會充分的與磷發(fā)生相關的化學反應。因此這種方法更多的適用于污水處理 廠。4.3、稀釋之后投加法倒入冃標水體卜充分攪拌稀科4J將固體或粉末狀除磷劑經(jīng)過一定的稀釋比例稀釋之后直接投加到目標水體 中，這種方法使用的范圍更廣。具體操作流程如下：在容器中稀秤到10%-20%有以下注意事項:1、投加量：需經(jīng)過科學計算和相關實驗確定。2、稀釋過程中的攪拌：充分攪拌。3、投加點的選擇：最好在水流湍急、河道狹窄處進行稀釋液的投加。 mg/LS 4()追用朿Fll-繃赫用二掙三每TtKMS負工IQ15BKAE(水體備V0.5ftL)*1020f30Xm9rffl101020壽總t以P卅I切揮朽4Mo.s , 1.014一如排怦單也1.0Z.0氛OW華JKll1,02-0乩C1H*A-WrMQ.2.0SN札017LAS)一切母怦單也1 5.01020ISa一5朽畢也Od1“ ,益QI 1一 *電貳片乩Q10C.0曲一切樽再車位0.16 I0.32i)押瓠農(nóng)歸以PM)一”住不轉檢出! 5OQ25M-CHirJ &仏02對 o河單位不帶檢出LO.027甲一如If朽隼悅不得曲出1.02-02t馬拉!革樽槍出S. 0103F耳IK