1、除磷藥劑投加量的計算
國內較常用的是鐵鹽或鋁鹽,它們與磷的化學反應如式(1)(2)
Al3++PO3-4→AlPO4↓(1)
Fe3++PO3-4→FePO4↓(2)
與沉淀反應相競爭的反應是金屬離子與OH-的反應,反應式如式(3)、(4)。Al3++3OH-→Al(OH)3↓(3)
Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓(4)
由式(1)和式(2)可知去除1mol的磷酸鹽,需要1mol的鐵離子或鋁離子。
由于在實際工程中,反應并不是100%有效進行的,加之OH-會參與競爭,與金屬離子反應,生成相應的氫氧化物,如式(3)?和式(4),所以實際化學沉淀藥劑一般需要超量投加,以保證達到所需要的出水P濃度。
《給水排水設計手冊》第5冊和德國設計規范中都提到了同步沉淀化學除磷可按1mol磷需投加1.5mol的鋁鹽(或鐵鹽)來考慮。
為了計算方便,實際計算中將摩爾換算成質量單位。如:
1molFe=56gFe,1 molAl=27gAl,1molP=31gP;
也就是說去除1kg 磷,當采用鐵鹽時需要投加:1.5×(56/31)=2.7 kgFe/kgP;
當采用鋁鹽時需投加:1.5×(27/31)= 1.3kgAl/kgP。
2、需要輔助化學除磷去除的磷量計算
同步沉淀化學除磷系統中,想要計算出除磷藥劑的投加量,關鍵是先求得需要輔助化學除磷去除的磷量。對于已經運行的污水處理廠及設計中的污水處理廠其算法有所不同。
1)已經運行的污水處理廠PPrec=PEST-PER。
(5)式中
PPrec——需要輔助化學除磷去除的磷量,mg/L;
PEST——二沉池出水總磷實測濃度,mg/L;
PER——污水處理廠出水允許總磷濃度,mg/L。
2)設計中的污水處理廠
根據磷的物料平衡可得: PPrec=PIAT-PER-PBM -PBioP
(6)式中
PIAT——生化系統進水中總磷設計濃度,mg/L
PBM ——通過生物合成去除的磷量,PBM= 0.01CBOD,IAT,mg/L;
CBOD,IAT——生化系統進水中?BOD5?實測濃度,?mg/L;
PBioP——通過生物過量吸附去除的磷量,mg/L。
PBioP值與多種因素有關,德國ATV-A131標準中推薦PBioP的取值可根據如下幾種情況進行估算:
(1) 當生化系統中設有前置厭氧池時,
PBioP可按(0.01~0.015)CBOD,IAT進行估算
(2)當水溫較低?出水中硝態氮濃度≥15mg/L,即使設有前置厭氧池,生物除磷的效果也將受到一定的影響,
PBioP可按?(0.005~0.01)CBOD,IAT進行估算
(3)當生化系統中設有前置反硝化或多級反硝化池,但未設厭氧池時,
PBioP可按≤0.005CBOD,IAT進行估算
(4)當水溫較低,回流至反硝化區的內回流混合液部分回流至厭氧池時(此時為改善反硝化效果將厭氧池作為缺氧池使用),
PBioP可按≤0.005CBOD,IAT進行估算