在污水處理領(lǐng)域，液堿(氫氧化鈉溶液)憑借強(qiáng)堿性特質(zhì)，成為除磷脫氮工藝中的關(guān)鍵輔助藥劑。其不僅能調(diào)節(jié)水質(zhì) pH 值，還能與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。本文將詳細(xì)拆解液堿除磷脫氮的作用原理，并提供可落地的投加量計算方法，助力環(huán)保工程師精準(zhǔn)操作。

　　一、液堿除磷：化學(xué)反應(yīng)驅(qū)動的沉淀分離

　　污水中的磷主要以磷酸鹽(如 PO₄³⁻、HPO₄²⁻)形式存在，液堿通過 “調(diào)節(jié) pH + 促進(jìn)沉淀” 雙作用實現(xiàn)除磷：

　　pH 值調(diào)節(jié)：磷酸鹽在不同 pH 值下存在形態(tài)差異，當(dāng)液堿將污水 pH 值提升至 9.0-10.5 時，水中的 HPO₄²⁻會轉(zhuǎn)化為 PO₄³⁻，為后續(xù)反應(yīng)創(chuàng)造條件;

　　沉淀反應(yīng)：PO₄³⁻會與污水中的鈣離子(Ca²⁺)結(jié)合，生成難溶于水的羥基磷酸鈣(Ca₅(PO₄)₃OH)沉淀，或與鐵離子(Fe³⁺)、鋁離子(Al³⁺)(若同步投加除磷劑)形成磷酸鐵、磷酸鋁沉淀;

　　固液分離：這些沉淀物通過沉淀池或壓濾機(jī)分離，最終將污水磷含量降至 0.5mg/L 以下(符合 GB 18918-2002 一級 A 排放標(biāo)準(zhǔn))。

　　需注意：若污水中鈣離子含量較低，可額外投加氯化鈣，提升沉淀效率;若 pH 值過高(超過 11)，會導(dǎo)致羥基磷酸鈣溶解，反而降低除磷效果，因此需精準(zhǔn)控制液堿投加量。

　　二、液堿脫氮：為硝化反硝化創(chuàng)造適宜環(huán)境

　　污水脫氮需經(jīng)歷 “硝化(氨氮→亞硝酸鹽→硝酸鹽)” 與 “反硝化(硝酸鹽→氮氣)” 兩個階段，液堿的核心作用是調(diào)節(jié) pH 值，保障微生物活性：

　　硝化階段：硝化菌(如亞硝化單胞菌)在 pH 值 7.5-8.5 時活性最高，若污水酸性較強(qiáng)(pH<7.0)，硝化菌代謝會受抑制，氨氮轉(zhuǎn)化效率下降。此時投加液堿，可將 pH 值穩(wěn)定在適宜范圍，同時中和硝化反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸(HNO₃)，避免水質(zhì)酸化;

　　反硝化階段：反硝化菌(如假單胞菌)適宜 pH 值為 6.5-7.5.若前序硝化階段液堿投加過量，需通過少量投加酸液回調(diào)，但實際操作中，液堿更多用于平衡整體工藝的 pH 波動，確保反硝化過程穩(wěn)定。

　　此外，液堿還能促進(jìn)污水中有機(jī)氮的水解，將蛋白質(zhì)、尿素等轉(zhuǎn)化為氨氮，為后續(xù)脫氮工序提供預(yù)處理支持。

　　三、液堿投加量計算：結(jié)合水質(zhì)與工藝的精準(zhǔn)測算

　　投加量需根據(jù)污水初始 pH 值、目標(biāo) pH 值及水質(zhì)特性計算，以下為兩種常見場景的計算方法：

　　pH 調(diào)節(jié)型投加(以除磷為例)

　　假設(shè)某化工污水初始 pH=6.0.目標(biāo) pH=9.5.污水量 Q=100m³/h，每提升 1 個 pH 單位需液堿(30% 濃度)0.8kg/m³(經(jīng)驗值，可通過小試修正)：

　　總投加量 = Q×(目標(biāo) pH - 初始 pH)× 單位 pH 液堿用量 = 100×(9.5-6.0)×0.8=280kg/h。

　　反應(yīng)型投加(以中和硝酸為例)

　　若硝化階段每小時產(chǎn)生 0.5mol/L 的硝酸，污水量 100m³/h，液堿(NaOH)與硝酸(HNO₃)反應(yīng)方程式為：NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + H₂O(1:1 摩爾比)。

　　硝酸總摩爾數(shù) = 0.5×100×1000=50000mol，需 NaOH 50000mol，NaOH 摩爾質(zhì)量 40g/mol，故需純 NaOH=50000×40÷1000=2000kg。若使用 30% 濃度液堿，實際投加量 = 2000÷0.3≈6666.7kg/h。

　　實操建議：實際投加前需進(jìn)行小試，取 1L 污水逐步滴加液堿，記錄 pH 值變化與污染物去除率，修正理論計算值;運行中通過在線 pH 計實時監(jiān)測，避免過量投加導(dǎo)致藥劑浪費或后續(xù)處理負(fù)擔(dān)增加。

　　四、注意事項：保障效率與安全的關(guān)鍵細(xì)節(jié)

　　液堿需與除磷劑(如 PAC、PAM)錯開投加，間隔 10-15 分鐘，避免藥劑直接反應(yīng)影響效果;

　　投加設(shè)備需選用防腐材質(zhì)(如 PVC 管道、聚乙烯泵)，防止液堿腐蝕導(dǎo)致泄漏;

　　若污水中含有重金屬離子(如 Cu²⁺、Pb²⁺)，液堿會促進(jìn)其形成氫氧化物沉淀，需考慮與除磷脫氮的協(xié)同作用，優(yōu)化投加順序。

　　綜上，液堿在污水處理除磷脫氮中扮演 “調(diào)節(jié)劑” 與 “反應(yīng)促進(jìn)劑” 雙重角色，其應(yīng)用效果取決于原理認(rèn)知、精準(zhǔn)計算與實操管控的結(jié)合。掌握這些核心要點，才能在保障處理效率的同時，實現(xiàn)藥劑成本最優(yōu)化。