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胖先生的水處理日記
一個水處理工程師的工作日常分享
381篇原創(chuàng)內(nèi)容
公眾號
前段時間，胖哥公司接了個污水廠的工藝優(yōu)化技術(shù)咨詢服務(wù)，主要是對某家企業(yè)配套的污水處理廠的現(xiàn)有工藝中不合理的流程和運行參數(shù)做了調(diào)整。最近這個項目基本已經(jīng)結(jié)束，效果也出來了，經(jīng)過我們改造后，不僅出水指標更加穩(wěn)定，運行費用也降了不少。業(yè)主那叫一個高興，畢竟這年頭地主家里也快沒有余糧了，只能降本增效，哪怕能少花一分錢，都是給企業(yè)營收做貢獻。這個項目中可寫的點還挺多，胖哥也還在整理中，等什么時候?qū)懲炅�，就發(fā)出來大家一起學(xué)習(xí)下。今天的這篇文章，其實也算是這個技改項目的一小部分，涉及到的部分是化學(xué)除磷方面的工藝計算，是我當(dāng)時給一線現(xiàn)場負責(zé)運營的師傅們的培訓(xùn)內(nèi)容中的一部分。后來胖哥猛然意識到自己還從來沒有發(fā)過有關(guān)化學(xué)除磷方面的文章，也覺得可能會對各位讀者朋友們有幫助，這才有了今天的這篇文章。工藝本身沒啥可說的，都是很成熟的老玩意兒了，畢竟大家都是干這個的，如果您本身就會，那么可以幫胖哥把把關(guān)，看看哪里有沒有算錯了，如果您現(xiàn)在恰好還不太懂，那正好，趁著這個機會，好好學(xué)一學(xué)，技多不壓身嘛！話不多說，接下來胖哥就好好講一講，化學(xué)除磷工藝中，除磷劑的投加量，到底該如何計算呢？
PS：以下文章中，胖哥以PAC為化學(xué)除磷藥劑，鐵系藥劑暫不做考慮。在農(nóng)村地區(qū)，遇到紅白喜事都得請流動廚房，這個買賣不是誰都能干的，得被大多數(shù)人們認可的好廚師，才會有人買單。那么衡量一個好廚師的標準，不但得看他做的飯是否可口，還得看他對飯量的把控，畢竟100個人的席，你給人家做了200份的飯，主家可就虧大發(fā)了，別說給錢，挨頓打都是輕的。一個道理，在化學(xué)除磷中，藥劑的成本絕對占了大頭，用少了不起作用，用多了浪費，所以說化學(xué)除磷的第一步，絕對是要根據(jù)需要去除的總磷數(shù)量來倒推藥劑投加量。PS：胖哥這里說的總磷，假設(shè)全部為無機磷，不含有機磷。所以問題就很簡單了，我們首先需要做的，就是先把每天系統(tǒng)需要去除的總磷質(zhì)量計算出來，如下公式（1）所示。
△P=Q×[P0×（1-η1）-Pe]÷1000 （1）△P為每天需要去除的總磷質(zhì)量，單位為kg/d；η1為生物除磷效果對進水總磷的去除率，一般情況下可取0.5~0.8，如果沒有生物除磷工藝，單純使用化學(xué)除磷，則η=0。光說不練假把式，接下來咱們舉個例子來輔助理解下這個公式。以每天的污水處理量50000m³/d，進水總磷2.5mg/L，出水總磷0.3mg/L，生物除磷的效率為80%，那么每天需要通過化學(xué)去除的總磷質(zhì)量=50000×[2.5×（1-0.8）-0.3]÷1000=10kg/d。好了，知道來了多少客人，接下來就該準備做菜的材料了。那么該如何根據(jù)所需去除總磷的量倒推除磷劑PAC的量呢？先來看看這個化學(xué)方程式。由這個化學(xué)方程式可以得知，要想去除1mol的P，需要1mol的AlCl3，也就是說要想去除1kg的P，需要對應(yīng)投加Al的質(zhì)量為0.87kg。值得注意的是，在實際反應(yīng)中的效率不可能達到100%，所以你要是按照理論計算的量可丁可卯的投加，肯定是不行的，就得多加。那多加的系數(shù)怎么取呢？我一般按照1.5~3的倍數(shù)來，具體多少，得看實際小試試驗結(jié)果。又因為市售PAC藥劑中，評價其Al含量的指標是Al2O3，所以根據(jù)公式（1）計算出每天需要去除的總磷質(zhì)量后，就可以根據(jù)公式（2）繼續(xù)推導(dǎo)每天需要投加的PAC的質(zhì)量，公式（2）如下。mPAC1=△P×0.87÷0.53÷η2×β （2）mPAC1為每天需要投加的PAC質(zhì)量，單位為kg/d；△P為每天需要去除的總磷質(zhì)量，計算方法詳見公式（1），單位為kg/d；0.87為去除1kg質(zhì)量的P對應(yīng)消耗0.87kg質(zhì)量的Al；
0.53為Al2O3中Al的質(zhì)量比，27×2÷（27×2+16×3）=0.53；η2為PAC中Al2O3的含量比例，可取26%~32%，具體數(shù)據(jù)應(yīng)咨詢廠家獲��；β為安全系數(shù)，可取1.5~3，具體數(shù)據(jù)應(yīng)通過實驗室小試確定。這里我們?nèi)l2O3的質(zhì)量濃度為28%，投加系數(shù)取1.5，PAC有效成分28%，每天需要去出的總磷質(zhì)量為10kg/d，那么每天需要投加的PAC質(zhì)量mPAC1=10×0.87×1.5÷0.53÷0.28=87.94kg/d。算到這里，還沒有結(jié)束，因為一般采購的PAC藥劑都是固體粉末狀，用的時候肯定不能直接往水池里面倒，那么做的話估計得被領(lǐng)導(dǎo)罵死，正確的使用方式應(yīng)該是先用水溶成溶液，然后在根據(jù)進水流量同步成比例投加。
但問題來了，質(zhì)量濃度10%的PAC溶液該怎么配制？配置好后又該如何投加？
“PAC固體溶成溶液好說，一般都是按照質(zhì)量濃度10%來加水，也即要想配置1m³的10%質(zhì)量濃度的PAC溶液，只需要取100kg的PAC固體倒入1m³自來水中，攪勻即可。”
相信很多人在實際中也是這么做的，怎么說呢，不能說錯，只是略有不嚴謹因為10%質(zhì)量濃度的PAC溶液的密度，肯定要＞1kg/L，一般是1.2kg/L。
所以要想配置一定體積的PAC溶液（質(zhì)量濃度=10%），投加的PAC固體質(zhì)量應(yīng)該按照公式（3）進行計算，加藥泵的設(shè)置流量可按照公式（4）計算。
式中各參數(shù)的意義如下：
mPAC2為每次投加的PAC固體質(zhì)量，單位為kg；
V為每次配制的PAC溶液體積，單位為m³；
1.2為質(zhì)量濃度10%時的PAC溶液密度，單位為kg/L。
QPAC=mPAC1÷0.1÷1.2÷24 （4）
mPAC1為每天需要投加的PAC固體質(zhì)量，單位為kg/d。繼續(xù)舉例，假設(shè)我們每次配置5m³的PAC溶液，那么根據(jù)公式（3）計算每次投加的PAC固體質(zhì)量mPAC2=5×1.2×0.1×1000=600kg，根據(jù)公式（4）計算加藥泵的運行流量QPAC=87.94÷0.1÷1.2÷24=30.54L/h。按照這樣條件運行的話，一次性配好5m³的PAC溶液，可以使用5×1000÷30.54÷24=6.8d。
好了，今天的日記內(nèi)容就到此為止。
最后，十分感謝您關(guān)注胖哥的水處理日記，有時間的話，咱們下次繼續(xù)聊水處理的那些事兒。
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寫在文末：我是胖先生，專注于污水處理技術(shù)研發(fā)10年有余，目前已取得國家注冊環(huán)保工程師證書，注冊給排水工程師證書，環(huán)境保護高級工程師職稱。
作為一名環(huán)保老兵，我會不定期在本公眾號分享有關(guān)于水處理技術(shù)上的個人心得、經(jīng)驗和一些有趣的案例故事，歡迎大家關(guān)注、分享。
另外一花獨放不是春，百花齊放春滿園，胖先生也想讓咱各位水友都能多學(xué)一點有關(guān)于水處理的有用知識，為綠水青山出一份力。
于是我設(shè)計了一門系統(tǒng)課程可以供大家學(xué)習(xí)，課程名稱叫做《環(huán)境保護污廢水處理常用生化物化技術(shù)原理與設(shè)計實操培訓(xùn)課程》，課程一共有62講，目錄較長，所以我就不單獨粘貼了。
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