碳酸鈉是碳酸重氮鹽,化學式為Na2CO3。它也被稱為蘇打晶體,蘇打灰,洗滌蘇打。這種無機化合物是水溶性的,溶于水后會形成碳酸和氫氧化鈉。純凈形式為白色粉末,無臭。它是強堿,可作為抗酸劑。
但對于同時除磷脫氮的生物處理工藝而言,為了滿足硝化和反硝化細菌的生長要求,污泥齡往往控制得較大,這是除磷效果難以令人滿意的原因。一般以除磷為目的的生物處理系統(tǒng)的泥齡控制在3.5~7d。
在碳酸鈉生產過程中,二氧化碳和氨被送入冷的氯化鈉飽和溶液中。在發(fā)生的反應中,形成碳酸氫鈉,該碳酸氫鈉在鈉離子的存在下僅非常微溶,幾乎完全沉淀。通過過濾將其除去并點燃以產生碳酸鈉。
該方法的成分容易獲得且便宜。它們是鹽水(NaCl),氨(NH3)和石灰石(CaCO3)。在此過程中,CaCl2是獲得的重要副產物。
污水生物除磷工藝中,厭氧段有機基質的種類、含量及微生物所需營養(yǎng)物質與污水中含磷的比值是影響除磷效果的重要因素。不同的有機物為基質時,磷的厭氧釋放和好氧攝取效果是不同的。分子量較小的易降解有機物(如揮發(fā)性脂肪酸類等)容易被聚磷菌利用,將其體內儲存的多聚磷酸鹽分解釋放出磷,誘導磷釋放的能力較強,而高分子難降解有機物誘導聚磷菌釋磷能力就較差
碳酸鈉的性質
碳酸鈉的分子式:Na 2 CO 3
分子量/摩爾質量:105.9888g/mol
密度:2.54g/cm
沸點:1,600°C
熔點:851°C
碳酸鈉的化學性質
1.無水碳酸鈉對熱穩(wěn)定。它在852°C熔化而沒有分解。
2.碳酸鈉水溶液由于水解而釋放出OH-(aq)離子,呈弱堿性。
Na2CO3(s) + 2H2O(l) → H2CO3(aq) + 2Na+(aq) + 2OH–(aq)
3.碳酸鈉水溶液從空氣中吸收二氧化碳,形成碳酸氫鈉。
紡織工業(yè):碳酸鈉可以用于印染布料,增加染料的親和力和色牢度。
碳酸鈉可以中和布料上的酸性物質,使其呈堿性,有利于染料的滲透和固著。碳酸鈉還可以作為軟水劑,去除水中的鈣、鎂等鹽,防止染料沉淀或變色。
弗斯特利普除磷工藝
弗斯特利普(Phostrip) 除磷工藝是將生物除磷與化學除磷相結合的一種工藝,即在傳統(tǒng)活性污泥過程的污泥回流管線上增設厭氧釋磷池和混合反應池,采用生物和化學相結合的方法提高除磷效果。該工藝以生物除磷為主體,以化學除磷輔助去除厭氧釋磷后的上清液中的磷酸鹽,可以釋磷后的污泥主要用于對進水中的磷酸鹽進行吸收,因此可以達到更高的除磷效果
化工工業(yè):碳酸鈉可以用于制造其他化學品,如硼酸、硝酸、硫酸、氯化鈉等。
碳酸鈉可以與其他化合物發(fā)生反應,生成新的化學品。
一個實例過程是:將碳酸鈉溶于水,再加入硼酸,加熱至沸騰,然后冷卻,過濾,得到硼酸鈉的結晶。硼酸鈉可以用于制造玻璃、陶瓷、肥皂等產品。
該工藝各設備單元的功能:
①含磷廢水進入曝氣池,同步進入曝氣池的還有由除磷池回流的脫磷但含有聚磷菌的污泥。曝氣池的功能是:使聚磷菌過量地攝取磷,去除有機物(BOD 或COD),還可能出現(xiàn)硝化作用。
②從曝氣池流出的混合液(污泥含磷,廢水已經(jīng)除磷)進人沉淀池I,在這里進行泥水分離,含磷污泥沉淀,已除磷的上清液作為處理水而排放。
食品工業(yè):碳酸鈉是一種食品添加劑,有諸多用途。
作為疏松劑,用于制作餅干、面包等,使食品蓬松松軟。
作為中和劑,用于調節(jié)食品的酸堿度,如制作蘇打水等。
作為復合劑,與其他物質復合成不同的發(fā)酵粉或石堿,如與明礬復合成堿性發(fā)酵粉,與碳酸氫鈉復合成民用石堿等。
作為保鮮劑,用于防止食品變質或霉變,如用于黃油、面點等。
弗斯特利普除磷工藝已有很多應用實例。其主要特征有:
①生物除磷與化學除磷相結合,除磷效果良好,處理水中含磷量一般都低于1mg/L。
②產生的剩余污泥中含磷量比較高,約為2.1%~7.1%,污泥回流應經(jīng)過除磷池。
③與完全的化學除磷法相比,所需的石灰用量比較低,一般介于21~31.8mg/[Ca(OH)2·m3]。
④活性污泥的SVI值<100mL/g,污泥易于沉淀、濃縮、脫水,污泥肥分高,絲狀菌難于增殖,污泥不膨脹,且易于濃縮脫水。
⑤可以根據(jù)BOD/P的比值來靈活調節(jié)回流污泥與混凝污泥的比例。
⑥流程復雜,運行管理比較復雜,由于投加石灰乳,致使運行費用也有所提高,基建費用高。
⑦沉淀池I的底部可能形成缺氧狀態(tài)而產生釋放磷的現(xiàn)象,因此,應當及時排泥和回流。