污水除磷（化学除磷原理）

污水化学除磷主要是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类（如磷酸盐）反应生成颗粒状、非溶解性的物质。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅是沉析反应，同时还发生着化学絮凝作用，即形成的细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的絮凝体。

污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。

污水除磷（化学除磷药剂）

为了生成非溶解性的磷酸盐化合物，用于污水化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙。许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物，但出于经济原因考虑，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+盐、Fe2+盐和Al3+盐，这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。除金属盐药剂外，氢氧化钙也用作沉析药剂，反应生成不溶于水的磷酸钙。

类型

名称

分子式

状态

铝盐

硫酸铝

Al2(SO4)3·18H2O

固体

Al2(SO4)3·14H2O

液体

nAl2(SO4)3·xH2O+mFe2(SO4)3·yH2O

固体

氯化铝

AlCl3

液体

AlCl3+FeCl3

液体

聚合氯化铝

[Al2(OH)nCl6-n]m

液体

二价铁盐

硫酸亚铁

FeSO4·7H2O

固体

FeSO4

液体

三价铁盐

氯化硫酸铁

液体（约40%）

氯化铁

FeCl3

液体（约40%）

熟石灰

氢氧化钙

Ca(OH)2

约40%的乳液

金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。

沉析效果是受PH值影响的，金属磷酸盐的溶解性同样也受PH的影响。对于铁盐最佳PH值范围为5.0～5.5，对于铝盐为6.0～7.0，因为在以上PH值范围内FePO4或AlPO4的溶解性最小。另外使用金属盐药剂会给污水和污泥处理还会带来益处，比如会降低污泥的污泥指数，有利于沼气脱硫等。

由于金属盐药剂的投加会使污水处理厂出水中的Cl-或SO2-4离子含量增加。如果沉析药剂溶液中另外含有酸的话，则需特别加以注意。

投加金属盐药剂后相应会降低污水的碱度，这也许会对净化产生不利影响。当在同步沉析工艺中使用硫酸铁时，必须考虑对硝化反应的影响。另外，如果污水处理厂污泥用于农业，使用金属盐药剂除磷时必须考虑铝或者铁负荷对农业的影响。

污水除磷（化学除磷工艺）

污水化学除磷工艺可按化学药剂的投加地点来分类，实际中常采用的有：前置除磷、同步除磷、后置除磷。

前置除磷工艺的特点是化学药剂投加在沉砂池中、初沉池的进水渠（管）中、或者文丘里渠（利用涡流）中。其一般需要设置产生涡流的装置或者供给能量以满足混合的需要。相应产生的沉析产物（大块状的絮凝体）在初沉池中通过沉淀被分离。如果生物段采用的是生物滤池，则不允许使用铁盐药剂，以防止对填料产生危害（产生黄锈）。

前置除磷工艺由于仅在现有工艺前端增加化学除磷措施，比较适合于现有污水处理厂的改建，通过这一工艺步骤不仅可以除磷，而且可以减少生物处理设施的负荷。常用的化学药剂主要是石灰和金属盐药剂。前置除磷后控制剩余磷酸盐的含量为1.5-2.5mg/L，完全能满足后续生物处理对磷的需要。

同步除磷是目前使用最广泛的化学除磷工艺，在国外约占所有化学除磷工艺的50%。其工艺是将化学药剂投加在曝气池出水或二沉池进水中，个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠（管）中。目前已确定对于活性污泥法工艺和生物转盘工艺可采用同步化学除磷方法，但对于生物滤池工艺能否将药剂投加在二次沉淀池进水中尚值得探讨。

后置除磷是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物处理相分离的设施中进行，因此也叫二段法工艺。一般将化学药剂投加到二沉池后的一个混合池中，并在其后设置絮凝池和沉淀池（或气浮池）。

对于要求不严的受纳水体，在后置除磷工艺中可采用石灰乳液药剂，但必须对出水pH值加以控制，如可采用CO2或加酸进行中和。

采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷，但因为需要恒定供应空气因而运行费用较高。

各种化学除磷工艺比较

生物法除磷

生物法除磷的原理是某些细菌交替地处于厌氧与好氧条件下，在厌氧时 ,细菌吸收低分子的有机物并以聚β 2羟基丁酸( PHB)等形式在体内储存起来 ,同时将细胞原生质中聚合磷酸盐以正磷酸盐的方式释放出来 ,此时污水中磷的含量升高 ,BOD 的含量降低。然后在好氧条件下，细菌将吸收的有机物(PHB)氧化分解 ,并提供能源 ,同时从污水中吸收大量的磷，以聚磷酸盐的形式储存起来，其吸收的量大于其释放的量，这时污水中的磷含量大大降低，通过把剩余污泥排出系统，同时将细菌摄入的磷排走从而达到除磷的目的。

常见的生物除磷主要工艺：A/O工艺、A2/O工艺、SBR工艺等。

A/O工艺，这是目前最为简单的一种生物除磷方法，原污水或初沉池出水与回流污泥在厌氧池中进行混合，这种工艺要求没有硝化反应。一般来说，当厌氧区和好氧区的水力停留时间分别为0.5～1h和1～3h时，便可获得较好的去除磷和去除有机物的效果。由于生物除磷系统主要通过排除剩余污泥去除磷，因此剩余污泥量的多少将决定系统的脱氮效果。一般污泥龄较短的系统产生较多的剩余污泥，可以取得较高的除磷效果。有报道，泥龄为30天时的除磷率为40％；年龄为17天时除磷率为50％；年龄为5天时的除磷率可提高到87％。

总结

化学沉淀法除磷工艺虽除磷效率相对较高，但消耗化学药剂并产生大量的化学污泥，处理成本相对昂贵;而传统的生物处理工艺操作简单，但磷去除效率较低，难以满足出水要求。