铁盐(如三氯化铁、聚合硫酸铁、硫酸亚铁等)虽然除磷效率高、价格相对低廉,但在实际应用中如果操作不当,很容易引发一系列设备、水质和生化系统的问题。
结合铁盐的化学特性,以下是使用铁盐除磷时必须重点关注的几大注意事项:
1. 强腐蚀性与设备防护
铁盐(尤其是三氯化铁)具有很强的酸性和腐蚀性。
材质选择: 储存和输送铁盐的管道、计量泵及反应设备必须选用耐腐蚀材料,如玻璃纤维增强塑料(FRP)、聚乙烯(PE)或衬塑材质。
投加位置: 药剂的投加点应尽量靠近投加位置,缩短输送距离,以减少电镀作用对管道的腐蚀影响。
2. 对生化系统的潜在抑制
铁盐除磷不仅仅是简单的化学反应,还会与生物除磷系统产生复杂的相互作用:
抑制微生物活性: 长期或过量投加铁盐,铁离子会与磷酸盐竞争,并可能破坏活性污泥中胞外聚合物的结构,抑制聚磷菌的代谢活性,从而削弱生物除磷的效能。
厌氧环境风险: 在强还原性的厌氧环境下,三价铁(Fe³⁺)可能会被还原成二价铁(Fe²⁺),导致已经沉淀的磷酸铁部分重新溶解,反而降低了除磷效率。因此,通常不建议将铁盐投加在厌氧区前端。
pH值影响: 铁盐属于酸性药剂,大量投加会导致水体pH值下降,这可能对生物硝化过程产生不利影响。
3. 干扰后续消毒工艺
如果铁盐投加过量或反应不充分,残留的铁离子进入后续消毒环节会带来麻烦:
紫外线消毒: 铁离子会干扰紫外线的吸收,并在紫外线灯管表面形成淤积,导致透光率下降,大大增加灯管的清洗频率和维护成本。
氯消毒: 未被氧化的亚铁离子(Fe²⁺)会消耗氯气,导致消毒效果打折,同时形成沉淀物提高出水的悬浮物(TSS)浓度。
4. 污泥产量增加与处置
化学除磷会显著增加污泥的产量。投加铁盐后,除了生成磷酸铁沉淀,还会产生大量的氢氧化铁絮体。这会导致污泥体积增大(通常增加25%-40%),且污泥颜色会变深(呈黑褐色),增加了后续污泥脱水和处置的负担与成本。
5. 反应条件与药剂特性
亚铁盐的氧化需求: 如果使用硫酸亚铁等亚铁盐,Fe²⁺必须先被氧化成Fe³⁺才能高效除磷。因此,亚铁盐通常需要投加在曝气沉砂池或好氧池前端,利用水中的溶解氧完成氧化过程,不能直接作为后置除磷药剂使用。
pH值控制: 铁盐除磷的最佳pH范围相对较窄,通常控制在 5.0-5.5 之间效果最佳(虽然在实际市政污水pH 6-7的范围内也有效,但效率会有所折损)。
6. 投加量的精准把控
铁盐的投加并非越多越好。过量投加不仅浪费药剂、增加污泥量,还可能导致出水色度超标或金属离子残留。实际运行中,铁盐与磷的摩尔比通常控制在 1.5-3.0 之间,具体最佳值必须结合现场的小试试验来确定。
做好以上这几点防护与监控,才能在发挥铁盐高效除磷优势的同时,最大程度地规避其对整体污水处理系统的负面影响。
更多污水磷超标治理问题