城市污水處理廠化學強化生物除磷的試驗研究

李子富,云玉攀,曾 灝,周曉琴(.北京科技大學土木與環境工程學院,北京 00083；.北京市懷柔區環境保護局,北京 0400)

城市污水處理廠化學強化生物除磷的試驗研究

李子富1*,云玉攀1,曾 灝2,周曉琴1(1.北京科技大學土木與環境工程學院,北京 100083；2.北京市懷柔區環境保護局,北京 101400)

為有效解決北京某城市污水處理廠出水總磷含量較高的實際問題,通過在生物處理工藝(A2O)后端添加化學除磷強化單元的方法,依次開展了實驗室試驗和現場的生產性試驗.實驗室試驗以好氧池出水為試驗用水,對不同濃度梯度的聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS)、三氯化鐵(FeCl3)等除磷效果進行了對比研究,并分別對其除磷機理進行了深入的探討.試驗結果表明:3種藥劑中,PAC除磷效果最好,當其投加量為60mg/L,投加系數β為4.15時,出水總磷含量可小于0.5mg/L,而且藥劑投加成本較低,僅為0.078元/t.現場生產性試驗選取好氧池出水端為藥劑投加點,對PAC的除磷效果進行現場驗證.經試驗測定,當PAC投加量為60mg/L,投加系數β為4.22時,污水處理廠出水總磷含量遠低于0.5mg/L,符合排放要求.考慮到進水量和負荷的波動,在保證出水達標排放的前提下,為保證藥劑的有效利用,通過采取針對性措施提高前端生物除磷效率及反饋投加藥劑的方法,以有效減少藥劑的投加量及化學污泥的排放量,達到節能減排的目的.

污水處理；化學強化除磷；混凝劑投加

目前,城市污水處理廠所采用的除磷技術主要有生物除磷和化學除磷兩種.生物除磷是在好氧條件下,通過微生物對污染水體中的溶解性磷酸鹽過量吸收來完成.化學除磷則是向水體中加入化學藥劑,通過其與水體中的磷酸鹽反應來達到除磷目的[1].相比較而言,生物除磷更易受處理系統的BOD負荷、進水COD/TP、厭氧與好氧段的DO比、泥齡、厭氧段的NO3-濃度等諸多因素的影響[2],除磷穩定性差;化學除磷則受進水水質的影響較小,除磷效果穩定.

隨著我國對水污染問題的重視,對污水排放的要求勢必會提高(TP≤0.5mg/L),單純的生物處理工藝將很難達到要求.因此,將化學除磷和生物除磷有效結合就形成了一種運行簡便、經濟有效的除磷工藝[3].有資料顯示,發達國家采用在一級或二級處理工藝中投加化學藥劑,其最終出水總磷可達到 0.2mg/L[4].在美國,為保證有效除磷,大多數污水處理廠采取以化學除磷為主或以生物除磷為主,化學除磷為輔的除磷措施[5].另外,考慮到污水處理廠處理工藝為脫氮除磷工藝,系統生物脫氮及除磷時均需要有機碳作為碳源.而張志劍等[6]對多個市政污水處理廠調查發現,污水廠普遍存在進水有機碳源較低的問題.因此,當系統水體中有機碳不足時,可通過添加化學除磷單元來強化除磷.

綜合以上考慮,本研究擬通過在生物處理后端添加化學除磷強化單元,以降低污染水體的總磷含量.在生物強化除磷方面,相關學者對此也展開了深入研究.李京熊[7]通過在某生活污水生物處理系統后端添加化學除磷強化單元,分別對鈣鹽、鐵鹽及鋁鹽的除磷效率及影響因素進行了試驗研究;邱繼彩[8]則以曝氣生物濾池出水為研究對象,對聚合氯化鋁改性后的JYF系列絮凝劑進行了除磷試驗的研究;Clark等[9]通過在曝氣生物濾池后端投加鐵鹽以增強系統的除磷效率.

在化學除磷過程中,磷的去除效率與化學藥劑的種類、投加量、藥劑投加位置、污泥濃度、溫度等多種因素有關,其中,藥劑的種類、投加量、藥劑投加位置對化學除磷效果影響最為顯著.針對此,本研究開展了實驗室和生產性試驗,并在此基礎上結合工藝特點,又進一步提出化學除磷的優化方案.

1 材料與方法

1.1 污水處理廠概況及試驗水質

污水處理廠設計進水量為3.5萬t/d,其進水水源為市政污水.考慮到污水的氨氮及總磷含量較高,設計處理的主體工藝采用“脫氮除磷型MBR”工藝,即A2O+MBR的主體工藝(圖1).系統的最終出水要排放到附近的公園,作為景觀水回用.根據要求,系統出水要達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的一級A標準(TP≤0.5mg/L).

系統運行初期,出水可穩定達標,但隨工藝長時間運行,系統設備老化,污染物處理能力下降,出水總磷濃度出現超標,難以達到排放標準,其進出水水質見表1.

圖1 污水處理廠工藝流程Fig.1 The process flow chart of the municipal wastewater treatment plant

表1 系統進出水水質Table 1 water properties of the influent and effluent

1.2 試驗儀器與試劑

試驗儀器:ZR4-6混凝試驗攪拌機、分光光度計、高壓滅菌鍋、pH計等.

試驗藥劑:氯化鐵(Fe有效含量 38%,不溶物0.5g/mL)、聚合硫酸鐵(Fe有效含量11%,密度1.45g/mL)、聚合氯化鋁(Al2O3含量10%,密度 1.28g/mL)、抗壞血酸、鉬酸銨、過硫酸鉀試劑等.

1.3 試驗方法

1.3.1 實驗室試驗 分別配制聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵藥劑不同濃度梯度的溶液:10,20,30,40,50,60,70mg/L.取 1L污水(取自污水廠好氧池出水,其TP濃度范圍為1～3.5mg/L左右)分別加入各燒杯中,然后在每個燒杯中投加上述不同濃度藥劑.投加藥劑后進行攪拌混合,攪拌裝置為ZR4-6混凝試驗攪拌機.

攪拌過程控制分為2個階段:快速攪拌2min,轉速200r/min,速度梯度G為37.6～38.0/s;慢速攪拌 15min,轉速為 50r/min,速度梯度 G 為5.8～6.0/s[10].

而后水樣靜置沉淀 30min,取上清液檢測分析.根據最終試驗結果,分析不同濃度梯度下,各試劑的除磷效果及最終的投加成本,為下一步生產性試驗選取適宜的投加藥劑及最佳投加量.

1.3.2 生產性試驗 藥劑投加點的選擇應該從系統的實際處理工藝及投加后可能對后續處理帶來的影響等方面綜合考慮.

化學除磷根據藥劑投加點的不同可分為:前沉析、同步沉析、后沉析等[11].

結合本工藝實際情況考慮,當采用前沉析時,污水中的多種物質可能與藥劑反應,藥劑投加量會變大,產泥也會增多,而且最主要的是會降低進水中的有機碳含量,不利于后續脫氮除磷的進行;當采用后沉析時,需單獨設置混凝、沉淀所需的設備及構筑物,增大了投資成本.對本脫氮除磷工藝而言,采用同步沉析時,即在好氧池出口端添加藥劑,其優點是污水中的磷先經生物反應被過量吸收,去除了一大部分,因此加藥量較前沉析小很多,化學污泥產量少,而且無需單獨設置相應的混凝、沉淀所需的裝置,雖然本工藝生物處理后端無沉淀池,但后端的 MBR膜處理工藝兼具沉淀池的功能,反應形成的產物可在此沉淀分離,而后通過定期排泥去除.另外,有學者通過研究提出,城鎮污水處理廠采用化學方法輔助除磷時,建議藥劑投加點選取在好氧池出口附近,距出口的水力停留時間為15～20min[12].

綜合考慮,本研究選取同步沉析法,選取好氧池出口端為藥劑投加點.通過分別在好氧池出口端添加不同濃度的藥劑,根據出水效果確定藥劑最佳投加量及相應的投資成本.

1.3.3 試驗主要評價指標及分析方法 擬采用的評價指標有進、出水總磷濃度、總磷去除率.TP采用過硫酸鉀消解法測定,pH值可由pH計測定.另外,實際過程中,反應并不是 100%發生,考慮到水體中OH-會與藥劑的金屬離子發生競爭發應,實際所需的藥劑會過量投加.因而,為更好的反映化學藥劑的真實投加量,我們引入投加系數的概念[13].

式中:β為投加系數;nMe為投加藥劑中金屬元素的物質量,mol;nTP為實際去除的TP物質量,mol.

實際投加時,β受污水水質、投加點、混合條件、溫度等多因素的影響.

2 結果與討論

2.1 實驗室試驗

實驗室試驗以好氧池出水為研究對象,對不同藥劑在不同濃度梯度下的除磷效果進行分析,經測定試驗進水濃度為3.18mg/L.試驗結果見表2、表3、表4.

表2 PFS除磷試驗結果Table 2 Phosphorus removal results of PFS

圖2 PFS除磷效果Fig.2 Phosphorus removal efficiency of PFS

根據試驗結果,分別投加一定量的 FeCl3、PFS及 PAC藥劑,系統出水總磷均可降到0.5mg/L以下.相比之下,PAC所需的藥劑較少,其投加量為60mg/L,而FeCl3、PFS投加量則較大,均達到70mg/L.由投加系數β分析可以發現,3種藥劑投加系數均大于1(最佳理想條件下,β為1),說明各藥劑均過量投加,相比較而言,PAC投加系數較小為4.15, FeCl3、PFS投加系數β則分別為5.68和 4.78.藥劑過量投加不僅造成藥劑費用增加,而且會形成大量的化學污泥,無形中增加項目的投資成本和處理難度.

表3 FeCl3除磷試驗結果Table 3 Phosphorus removal results of FeCl3

對處理效果而言,PAC投加量為60mg/L時,其除磷效率可達 86%,出水總磷濃度可降低至0.42mg/L,低于0.5mg/L,而三氯化鐵、PFS投加量為70mg/L時,其除磷效率分別為83%、78%,出水總磷濃度分別為 0.46,0.48mg/L,才略小于0.5mg/L.在實際運行中,當系統進水負荷較大或有沖擊時,將難以有效保證出水的穩定達標排放.而且,綜合其投加成本考慮(圖 5),最佳量投加時,PAC投加成本小于其它藥劑,其成本為0.078元/t,而三氯化鐵和PFS投加成本則分別為0.084元/t及0.112元/t.

圖5 最佳投加量下,各藥劑投加成本Fig.5 The cost of three reagents under the condition of optimal dosage

從除磷原理分析,徐豐果等[14]認為鐵鹽溶于水后 Fe3+可與 PO43-反應生成難溶鹽(如 FePO4等).另外,其通過溶解和吸水可發生強烈水解,并伴隨各種聚合反應的發生,生成具有較長線性結構的多核羥基絡合物,如Fe2(OH)24+、Fe3(OH)45+、Fe5(OH)96+、Fe5(OH)87+、Fe6(OH)126+、Fe7(OH)129+、Fe7(OH)1110+、Fe9(OH)207+、Fe12(OH)342+等.這些含鐵的羥基絡合物通過壓縮雙電層、電中和、吸附架橋及絮體的網捕作用使膠體凝聚、沉淀而將磷去除.楊智寬等[15]認為鐵鹽去除水體中磷時,伴隨如下過程的發生:鐵的磷酸鹽[Fe(PO4)χ(OH)3-χ]沉淀;在部分膠體狀的氧化鐵或氫氧化物表面上磷酸鹽被吸附;多核氫氧化鐵懸浮體的凝聚作用,生成不溶于水的金屬聚合物.

鋁鹽除磷的原理一般認為當鋁鹽分散于水體時,Al3+一方面與PO43-反應;另外,Al3+水解生成單核絡合物Al(OH)2+、Al(OH)2+及AlO2-等,單核絡合物可通過碰撞縮合,形成一系列多核絡合物Aln(OH)m(3n-m)+( n>1,m≤3n) ,這些鋁的多核絡合物可通過壓縮雙電層、吸附電中和等作用,有效去除水體中的磷.有學者研究后認為,鋁鹽除磷,特別是正磷酸鹽的去除,主要以生成氫氧化鋁的吸附作用為主[16],也有學者認為磷的去除效果取決于形成絮體的吸附能力及絮體在水體中的分布情況[17].

磷的去除也與磷酸根的存在形式、溶液的pH值及藥劑在水溶液中溶解的離子形態等有很大關系.對于本試驗而言,其試驗用水的 pH值為8左右,污水經生物處理后,水體中磷主要以溶解性磷為主,對于中性或稍偏堿性的污水,三氯化鐵對其中磷的去除主要通過Fe3+與PO43-反應,生成FePO4、Fe(OH)3等,從而通過沉淀去除水體中的PO43-,反應同時伴隨水解反應發生,生成一些難溶的絡合物[18](其形成與水體的pH有關),生成的絡合物主要通過如壓縮雙電層、吸附電中和等混凝作用除去水體中其它形式的磷(如難溶性磷、有機磷等).

聚鐵是在硫酸鐵分子簇的網絡結構中插入了羥基,形成以OH-作為架橋形成多核配離子,聚鐵的鹽基度決定分子的聚合度,鹽基度越高,其分子聚合度越大,形成的羥基配合物也就具有更多的電荷和更大的表面積[19],由于試驗用水偏堿性,水體中的 OH-可提高分子的聚合度,從而使其形成的羥基配合物一定程度上具有更多的電荷和更大的表面積.另外,由于PFS屬于無機高分子聚合物,缺少鐵單體的存在.因此,當藥劑投加量較小時,其與磷酸根的結合稍遜于三氯化鐵,但隨著投加量的增加,其水解速度加快,水解生成具有羥基的磷酸鐵絡合物[20]增多.因此,反應后期主要通過吸附架橋及網捕等混凝作用去除水體中的磷(包括難溶解性磷、有機磷等).

聚合氯化鋁(PAC)是一種無機高分子聚合物,成分包括單體鋁、二聚體鋁、多聚體鋁及聚十三鋁(A113)等多種鋁羥基配合物形態[21].向污染水體投加 PAC后,Al3+可與 PO43-反應.由于試驗水樣 pH值為 7～8,在此條件下,聚合氯化鋁易發生水解聚合反應,形成鋁羥基多核配合物,這些多核絡合物往往具有較高的正電荷和比表面積,能迅速吸附水體中帶負電荷的雜質,中和膠體電荷,壓縮雙電層及降低膠體ξ電位,促進膠體和懸浮物等快速脫穩、凝聚和沉淀,從而有效降低水體中的磷含量.

通過對化學除磷原理的研究發現,化學除磷是一個綜合復雜的過程,主要包含兩個過程:金屬離子與磷酸根離子反應去除可溶性磷;金屬離子水解形成的絮狀絡合物對難溶性磷及有機磷等的混凝去除.兩個過程并不是獨立存在,而是通過綜合作用,實現對水體中磷的有效去除.

通過以上分析發現:3種化學藥劑中,PAC投加后,除磷效果較好,而且投加量較低,出水效果穩定,投加量為 60mg/L時即可達到預期的除磷效果,其處理成本也較低,僅為0.078元/t.因此,通過對三種藥劑除磷效果及投加成本的對比分析,選取PAC作為生產性試驗的投加藥劑.

段金明等[22]通過燒杯試驗,也考察了聚合氯化鋁(Al2O3有效含量28%)、氯化鐵(Fe有效含量20.64%)及聚合硫酸鐵(Fe有效含量20.64%)對二級生物出水中磷的去除效果.研究表明,欲使 TP濃度為 1.735mg/L的二級出水經混凝處理后,出水總磷濃度達到《地表水環境質量標準》(GB 3838-2002)中Ⅲ類水體的水質標準(TP≤0.2mg/L),PAC、FeCl3、PFS的最佳投藥量分別為40,20,25mg/L.

通過對比發現,即使同種化學藥劑,用于污水化學除磷時,由于有效物質含量的差異,產生的結果會有很大差別.因此,無論何種藥劑其處理效果都應通過試驗確定,而不能僅憑相關經驗或文獻做參考.

2.2 生產性試驗

選取PAC為生產性試驗投加藥劑,好氧池出口端為藥劑投加點,PAC 投加濃度分別為50,60,70mg/L.試驗測定好氧池出水總磷濃度為2.94mg/L,pH值為7.92.生產性試驗結果見表5.

表5 污水處理廠生產性試驗結果Table 5 Results of technical scale experiments

注: TP為系統最終出水總磷濃度

圖6 PAC除磷效果Fig.6 Phosphorus removal efficiency of PAC

2.2.1 PAC投加后除磷效果 由試驗結果可知,當PAC投加濃度為60mg/L 時,總磷去除率可達88%,出水總磷濃度可降低至0.35mg/L,低于規定的0.5mg/L.投加量為50mg/L時,系統出水總磷也低于0.5mg/L,達到0.49mg/L,但考慮到系統進水量或進水負荷有較大變化,對系統造成較大沖擊時,此投加量將難以保證出水的穩定達標排放.綜合考慮,選取適宜投加量為 60mg/L,其藥劑投加成本為0.078元/t.

2.2.2 PAC投加對污水處理系統的影響 ①對出水pH值的影響.PAC投加后,由于水解作用,使得系統pH值隨PAC投加量的增加呈降低趨勢,但變化并不明顯,pH值基本保持在7～8.由表5可知, PAC投加量為60mg/L時,系統出水pH值為7.64,滿足排放要求.

②對污泥的影響化學藥劑的投加主要會對污泥產生量及其特性產生相關影響.De Hass等[23]研究發現,投加 Fe3+和 Al3+會使 VSS、ISS等增加,ISS增加量要相對較多.化學藥劑的投加可以明顯改善污泥粒徑的大小,提高污泥的沉降性能,利于污泥的沉淀處理[24].在本研究中,PAC投加后,系統增加的污泥量僅占污泥總量的11%～17%,增加并不明顯.

③對MBR硝化作用的影響.據相關資料,不同化學藥劑的投加會對硝化作用產生不同程度的影響.Clark等[25]認為聚合化鋁鹽的投加會促進污泥系統中的硝化作用,而 Fe3+的投加因為會引起系統 pH 下降而抑制硝化作用[26];Philips等[27]則認為鐵鹽的毒性、硝化菌流失及鐵鹽投加形成的沉淀阻礙營養物質的轉移、利用等是導致硝化作用減弱的主要原因.就本試驗而言,PAC投加后,系統最終出水的氨氮含量仍然符合排放要求,投加前后,數據波動不大.至于系統藥劑投加后,在一定程度上是促進或抑制 MBR的硝化作用還有待進一步深入研究.

④對MBR除磷效果的影響.MBR除磷主要是通過微生物對磷酸根的過量吸收和膜對難溶性磷的過濾作用.MBR工藝前端PAC的投加,鋁鹽結合或吸附了大部分自由的磷酸根和難溶性磷,一定程度上抑制了 MBR系統中聚磷菌對磷酸根的過量吸收及膜對難溶性磷的截留過濾作用[28],影響了MBR系統的除磷效率.但MBR作為工藝末端的脫氮除磷強化單元,可以進一步去除污水中的氮磷,有力的保證出水達標排放.

藥劑投加后,對系統出水進行跟蹤測定,發現各指標(COD、NH4+-N、SS等)均符合一級A排放標準.由此分析,藥劑投加后對后續系統并無明顯不利影響.

2.3 化學除磷的優化方案

實際運行中,由于各種因素影響(包括水質、系統工藝、藥劑種類等),藥劑往往過量投加,造成項目成本增加.因此,在保證出水總磷達標排放的前提下,為有效減少藥劑投加量,降低項目的投資成本,在查閱相關資料,并結合相關實際工程案例的基礎上,以系統工藝的全過程為研究對象,提出相應的化學除磷優化方案,該方案主要從以下方面入手:

(一) 找出系統可能存在的問題,提出有效措施,提高前端生物除磷效率

①有機碳源不足有機碳源對生物除磷效率有很大程度的影響.COD/T P越大,磷的去除率越高,去除效果也越穩定.一般當 BOD5/TP>20時,生物除磷過程才能穩定[29].因此,為提高生物除磷效率,減少后續藥劑的投加,在低碳源情況下,可適當投加相關碳源或適當延長厭氧、缺氧段水力停留時間.

②DO控制不當生物除磷主要是通過聚磷菌在厭氧階段對磷的釋放和好氧階段對磷的過量吸收兩個過程來完成.各階段的 DO對磷的去除有很大程度的影響.好氧階段,DO過低不利于有機物的去除和磷的過量吸收.DO過高回流至厭氧段污泥中會含有較高的 DO,不利于磷的釋放,甚至可能影響污泥的沉降性能.因此,應合理控制本工藝各階段的DO,好氧池及膜池的DO控制在1.5～2.5mg/L,厭氧段DO低于0.2mg/L,缺氧段DO低于0.5mg/L.

③通過合理控制藥劑混合及反應階段的相關參數,提高化學除磷的效率化學藥劑的除磷主要通過藥劑在水體中的混合和反應過程來實現.混合階段的控制指標是G值(速度梯度),綜合地表征了水流紊動程度.在這個階段,為使藥劑快速均勻地分散、溶解到水體中,需要對水流進行劇烈攪拌.故本階段混合要快速劇烈,一般在10～30s至多不超過2min內完成;反應階段的控制指標通常是G值和GT值,T是反應時間.對本試驗而言,主要靠水力攪拌促成反應的發生.因此,通過合理控制水力的攪拌強度(如流量、流速等)及反應時間,使反應充分進行,以提高藥劑的除磷效率.

(二) 通過對系統加藥量合理控制,減少藥劑投加量

實際工程中,考慮到進水量、進水負荷的變化,恒定投加藥劑很難保證有穩定的出水效果,而按進水流量、負荷成比例投加,磷去除往往并不與其成比例,造成藥劑浪費,而且也很難保證出水總磷達標排放.綜合考慮各種投加方式的效果,本方案提出采用反饋投加.

有學者對此進行了研究,清華大學施漢昌等[30]提出采用除磷優化控制系統,其主要原理是在以初沉池、生物反應器及二沉池為主的系統中,通過優化控制器分別對初沉池及生物反應器出水的 COD及磷含量的實時監測,并將數據及時反饋給自控系統,進而預測系統的化學除磷量,選擇合適的β而求出加藥量,從而控制加藥系統藥劑的投加.結合本脫氮除磷工藝特點,在此基礎上對測定點位置進行改進,即通過實時測定好氧池及MBR出水的COD和磷含量,以更精確的掌握所需處理污水的實際磷含量,從而反饋給自控系統,以適時調整藥劑的投加量.本系統操作簡單,出水穩定,而且針對不同水質,可實現藥劑的自動控制投加,有效的減少藥劑的過量投加,降低藥劑投加成本.化學除磷自控原理圖如圖7所示.目前在線監測系統存在價格高、運行維護復雜等缺點,對于中小型污水處理廠,很難做到污染物的在線監測時,可采用人工監測,將水質水量的變化情況輸入到自控系統,同樣可以達到系統優化的目的.

圖7 化學除磷自控原理Fig.7 Automatic control theory of phosphorus removal by chemical precipitation

3 結論

3.1 實驗室試驗以好氧池出水為試驗用水,通過對PAC、FeCl3及PFS 3種藥劑除磷試驗對比分析發現:PAC除磷效果較好,而且投加量相對較小.當其投加量為 60mg/L,投加系數β為 4.15時,試驗出水總磷濃度可大大低于 0.5mg/L,而其他兩種藥劑投加量則需達到 70mg/L.藥劑費用: PFS(0.112元/t)>三氯化鐵(0.084元/t)>PAC(0.078元/t).

3.2 根據實驗室試驗結果,選取 PAC為生產性試驗的投加藥劑,藥劑投加點為好氧池出口.當PAC投加量為60mg/L,投加系數β為4.22時,系統出水總磷含量遠低于 0.5mg/L,可以有效解決污水處理廠出水總磷含量高的問題.

3.3 PAC藥劑投加后,并未對后續MBR處理工藝產生明顯的不利影響,系統最終出水的其它污染指標(COD、pH值、NH3-N、SS等)也都符合排放要求.

3.4 為有效控制系統的加藥量,降低投資成本,針對性提出化學除磷的優化方案,即:一方面,通過采取有效措施提高前端生物除磷效率;另一方面,藥劑投加方式選取反饋投加.

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致謝：感謝北京市懷柔污水處理廠對本試驗的大力協助,在此表示誠摯的感謝.

Experimental study on chemically enhanced biological phosphorus removal for municipal wastewater treatment

plant.

LI Zi-fu1*, YUN Yu-pan1, ZENG Hao2, ZHOU Xiao-qin1(1.School of Civil and Environmental Engineering,

University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China；2.Huairou District of Beijing Environmental Protection Bureau, Beijing 101400, China). China Environmental Science, 2014,34(12)：3070～3077

In order to deal with the problem that the high total phosphorus (TP) concentration of effluent from one municipal wastewater treatment plant in Beijing,using the biological process(A2O) followed with chemical phosphorus removal process,laboratory tests and technical scale experiments were conducted in order. The aerobic tank effluent was sampled for evaluating the phosphorus removal efficiency of PAC, PFS, FeCl3respectively, and the phosphorus removal mechanisms of the three reagents were further discussed. Phosphorus removal efficiency of PAC was the best among three coagulants. The TP concentration of effluent could be lower than 0.5mg/L and the coagulant cost was 0.078Yuan/t with the dosage of 60mg/L and the coefficient β of 4.15. The aerobic tank outlet was selected to be the dosing position for the technical scale experiments. Results showed that demand in phosphorus removal efficiency could be met with a PAC dosage of 60mg/L and coefficient β of 4.15. Considering the water quality and loading fluctuation, in order to ensure TP concentration of effluent discharged lower than 0.5mg/L, a detailed optimization scheme was proposed, through taking effective measures of improving the biological phosphorus removal and dosing the coagulants with feedback control methods to decrease the dosage amount of PAC,therefore reduced the operation cost and chemical sludge amount.

wastewater treatment；chemically enhanced biological phosphorus removal；coagulant dosage

X703.1

A

1000-6923(2014)12-3070-08

李子富(1964-),男,安徽蚌埠人,教授,博士,主要從事生物質和沼氣能源技術、生態衛生設施排水工程，污水深度處理和回用技術等方面研究.發表論文100余篇.

2014-03-31

* 責任作者, 教授, zifulee@aliyun.com