碳酸鈉是碳酸重氮鹽,化學(xué)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。
什么是無水碳酸鈉?
水合碳酸鈉的分子式為:Na2CO3.nH2O。加熱后,水合碳酸鈉完全分解成水和無水碳酸鈉Na2CO3。
4.碳酸鈉做什么用的?
碳酸鈉作為軟水劑,食品加工助劑,pH調(diào)節(jié)劑;化學(xué)游泳池和電解質(zhì)也是碳酸鈉的主要用途。
碳酸鈉是一種無機化合物,又被人們稱為純堿,是化學(xué)及工業(yè)中的重要原材料。碳酸鈉的主要用途有:降低玻璃的熔點和增加玻璃的透明度、制造肥皂、提高紙張的白度和強度、增加染料的親和力和色牢度、制造化學(xué)品和藥物、防止食品變質(zhì)或霉變等
糖原是由多個葡萄糖組成的帶分枝的大分子多糖,是胞內(nèi)糖的貯存形式。如上圖所示聚磷菌中糖原在好氧環(huán)境下形成,儲存能量在厭氧環(huán)境下代謝形成為PHAs的合成的原料NADH并為聚磷菌代謝提供能量。所以在延遲曝氣或者過氧化的情況下,除磷效果會很差,因為過量曝氣會在好氧環(huán)境下消耗一部分聚磷菌體內(nèi)的糖原,導(dǎo)致厭氧時形成PHAs的原料NADH的不足。
碳酸鈉可以用于制造不同類型的玻璃,如平板玻璃、浮法玻璃、光學(xué)玻璃等。例如,浮法玻璃是一種的平板玻璃,它是在一層熔融的錫上浮動一層熔融的玻璃而制成的,它的成分中含有碳酸鈉。
制皂工業(yè):碳酸鈉可以用于皂化油脂,制造肥皂。
碳酸鈉在水中水解,生成氫氧化鈉和二氧化碳。氫氧化鈉是一種強堿,可以與油脂中的酯類反應(yīng),生成甘油和脂肪酸鈉。脂肪酸鈉就是肥皂,它可以溶于水,去除油污。
一個實例過程是:將硬脂酸甘油酯(一種油脂)加入水中,再加入碳酸鈉,加熱攪拌,使其反應(yīng)生成甘油和硬脂酸鈉(一種肥皂)。
A/O工藝除磷效果的極為重要的一點,就是使系統(tǒng)污泥在曝氣池中“攜帶”足夠的溶解氧進入二沉池,其目的就是為了防止污泥在二沉池中因厭氧而釋放磷,但如果不能快速排泥,二沉池內(nèi)泥層太厚,再高的DO也無法污泥不厭氧釋磷,因此,A/O系統(tǒng)的回流比不宜太低,應(yīng)保持足夠的回流比,盡快將二沉池內(nèi)的污泥排出。但過高的回流比會增加回流系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)的能源消耗,且會縮短污泥在曝氣池內(nèi)的實際停留時間,影響B(tài)OD5和P的去除效果。如何在快速排泥的前提下,盡量降低回流比,需在實際運行中反復(fù)摸索。一般認為,R在50~70%的范圍內(nèi)即可。
造紙工業(yè):碳酸鈉可以用于漂白紙漿,提高紙張的白度和強度。
碳酸鈉在水中水解,生成過氧碳酸鈉和二氧化碳。過氧碳酸鈉是一種新型的漂白劑,可以與紙漿中的木素和色料反應(yīng),生成易溶于水的物質(zhì),從而達到脫色和增白的效果。
一個實例過程是:將廢舊紙漿加入水中,再加入9%的過氧碳酸鈉,攪拌均勻,然后在60℃下保持90分鐘的漂白時間,后用水洗滌,得到漂白后的紙漿。
常見生物除磷工藝
廢水生物除磷工藝一般由兩個過程組成,即厭氧釋磷和好氧攝磷兩個過程。目前應(yīng)用的生物除磷工藝主要有在生物除磷基本原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的弗斯特利普(Phostrip)除磷工藝、厭氧-好氧(An/O) 工藝等除磷工藝。
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(zhì),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(xué)除磷相結(jié)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(shè)厭氧釋磷池和混合反應(yīng)池,采用生物和化學(xué)相結(jié)合的方法提高除磷效果。該工藝以生物除磷為主體,以化學(xué)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
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(diào)節(jié)食品的酸堿度,如制作蘇打水等。
作為復(fù)合劑,與其他物質(zhì)復(fù)合成不同的發(fā)酵粉或石堿,如與明礬復(fù)合成堿性發(fā)酵粉,與碳酸氫鈉復(fù)合成民用石堿等。
作為保鮮劑,用于防止食品變質(zhì)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(yīng)用實例。其主要特征有:
①生物除磷與化學(xué)除磷相結(jié)合,除磷效果良好,處理水中含磷量一般都低于1mg/L。
②產(chǎn)生的剩余污泥中含磷量比較高,約為2.1%~7.1%,污泥回流應(yīng)經(jīng)過除磷池。
③與完全的化學(xué)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(diào)節(jié)回流污泥與混凝污泥的比例。
⑥流程復(fù)雜,運行管理比較復(fù)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(chǎn)生釋放磷的現(xiàn)象,因此,應(yīng)當及時排泥和回流。