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(wú)機(jī)化合物是水溶性的,溶于水后會(huì)形成碳酸和氫氧化鈉。純凈形式為白色粉末,無(wú)臭。它是強(qiáng)堿,可作為抗酸劑。
但對(duì)于同時(shí)除磷脫氮的生物處理工藝而言,為了滿足硝化和反硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)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。
碳酸鈉的性質(zhì)
碳酸鈉的分子式:Na 2 CO 3
分子量/摩爾質(zhì)量:105.9888g/mol
密度:2.54g/cm
沸點(diǎn):1,600°C
熔點(diǎn):851°C
碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)
1.無(wú)水碳酸鈉對(duì)熱穩(wěn)定。它在852°C熔化而沒(méi)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。
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(dòng)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(qiáng)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(gè)實(shí)例過(guò)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(diǎn),就是使系統(tǒng)污泥在曝氣池中“攜帶”足夠的溶解氧進(jìn)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(wú)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(guò)高的回流比會(huì)增加回流系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)的能源消耗,且會(huì)縮短污泥在曝氣池內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)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(shí)際運(yùn)行中反復(fù)摸索。一般認(rèn)為,R在50~70%的范圍內(nèi)即可。
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(guò)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(duì)進(jìn)水中的磷酸鹽進(jìn)行吸收,因此可以達(dá)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(diǎn)等。
弗斯特利普除磷工藝已有很多應(yīng)用實(shí)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(guò)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(lái)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(yùn)行管理比較復(fù)雜,由于投加石灰乳,致使運(yùn)行費(fèi)用也有所提高,基建費(fèi)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(dāng)及時(shí)排泥和回流。
使用碳酸鈉的注意事項(xiàng)
碳酸鈉是常用的化學(xué)試劑,用于工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室分析檢測(cè)。然而,由于其本身性質(zhì)比較活躍,使用不當(dāng)可能造成嚴(yán)重的傷害。因此,在使用碳酸鈉時(shí),應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn):
,碳酸鈉容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),如水、酸類和金屬離子,有可能導(dǎo)致爆炸。因此,在使用碳酸鈉時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度,并且應(yīng)避免接觸水和其他物質(zhì),以免發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故。
其次,碳酸鈉容易吸收空氣中的水分,形成碳酸鈣,因此使用碳酸鈉時(shí)應(yīng)盡量封閉容器,以免碳酸鈉失去活性。
前段為厭氧池,城市污水和回流污泥進(jìn)入該池,并借助水下推進(jìn)式攪拌器的作用使其混合。回流污泥中的聚磷酸在厭氧池可吸收去除一部分有機(jī)物,同時(shí)釋放出大量磷。然后混合液流人后段好氧池,污水中的有機(jī)物在其中得到氧化分解,同時(shí)聚磷菌將變本加厲,超量地?cái)z取污水中的磷,然后通過(guò)排放高磷剩余污泥而使污水中的磷得到去除。好氧池在良好的運(yùn)行狀況下,剩余污泥中磷的含量在2.5%以上。