污水處理廠化學除磷加藥量確定方法探討

鄭潤武

（中國葛洲壩集團水務運營有限公司，武漢 430000）

污水處理廠化學除磷加藥量確定方法探討

鄭潤武

（中國葛洲壩集團水務運營有限公司，武漢 430000）

隨著我國經濟發展水平的持續提高，國家對污水處理廠出水總磷提出了更高的要求。加藥除磷是指科學有效地控制加藥量來處理污水，在確保出水質量達標的前提下合理減少加藥量，節約污水處理成本，它現已成為污水處理廠處理污水的常用方法。本文通過相關試驗，探討了污水處理廠處理污水時加藥量與除磷量之間的關系，以期指導人們合理確定化學除磷所需的加藥量。

污水處理廠；化學除磷；加藥量

當前，國家提高了污水處理廠出水的總磷標準，使得污水處理廠總氮和總磷的去除量增加，也導致除磷加藥的運行成本攀升[1]。因此，實現經濟高效的加藥除磷是污水處理廠的首要任務之一?；瘜W加藥除磷主要分為鈣鹽、鋁鹽、鐵鹽三種除磷方式，其具體表現都是金屬離子與磷酸根反應后形成一種難溶性的磷酸鹽沉淀，這樣能有效降低污水處理廠的出水總磷。因此，在確保出水質量達標的前提下，污水處理廠應努力提高藥劑使用率，做到節能降耗。

1 鈣鹽除磷

污水中加入石灰除磷時，其反應為：Ca2++HCO3-+OH-→CaCO3↓+H2O；5Ca2++4OH-+3HPO42-→Ca5(OH)(PO4)3↓+3H2O。

高堿度廢水需要加入大劑量石灰將pH調節為10～11，在堿度極低的廢水中，人們需要加入大量石灰才能實現磷沉反應[2]。所以，鈣鹽除磷對pH值的要求相對較高，普通的城市污水處理廠處理過程中水的pH值一般為6～9，需要加入藥劑調節pH值，處理完排放時需要將pH值調回原來的6～9。這顯然增加了污水處理廠的運行成本，一般不適宜用鈣鹽除磷。

2 鋁鹽、鐵鹽除磷

鋁鹽、鐵鹽屬于常用除磷沉淀劑，兩者的沉淀行為特點相同，以下探討中統一用Me3+代替。

鋁鹽、鐵鹽中的金屬離子在反應過程中會形成磷酸鹽沉淀或者金屬氫氧化物沉淀，其對應的反應分為主反應和副反應兩種，方程式為：主反應→MePO4↓+2H+、副反應

金屬離子發生反應時的OH-來自污水中游離OH-和中的堿度，其對應反應過程如下：

磷酸鐵與磷酸鋁的最小溶解度相對應的pH值在5～5.5或者6～7，當pH值低于這個范圍時，磷酸鐵與磷酸鋁沉淀會再次在水中溶解，從而增加磷濃度。由此可見，利用鋁鹽、鐵鹽進行除磷需要合理把握污水的堿度。在實踐過程中，如若不能調節pH值，則需投加大量金屬鹽，有助于提高除磷效果。

3 試驗實例

本試驗以某污水處理廠為例，該污水處理廠主要處理市政污水，排放標準嚴格遵循《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的A標準，工藝應用多模式A2/0＋深度處理，預計每天處理水量為100萬m3。最后的出水將被排入河流，只有少部分水被回收利用，排入人工濕地等景點作為補充水。此污水處理廠目前投入化學除磷劑是聚合氯化鋁，但因水量大，生物除磷效果受到多種因素制約，消耗了大量除磷劑，導致出水總磷偏高。

3.1 試驗試劑及儀器

3.1.1 試驗試劑

聚合氯化鋁PAC（其中A1203含量為10%，密度為124 g/mL）、過硫酸鉀、鉬酸銨、抗壞血酸試劑等。

3.1.2 儀器

石墨消解器、六聯混凝試驗攪拌機以及TU-1901雙光束紫外可見分光光度計。

3.3 試驗方法

3.3.1 小試試驗

化學除磷根據投藥點不同一般分為前沉析、同步沉析、后沉析三種投藥方式。該試驗選擇同步沉析，將污泥混合液和磷酸鹽（POT）配制成總磷濃度為1.5 mg/L、2.0 mg/L、2.5 mg/L的三種污泥混合液，以P計。然后各取1 L三種污泥混合液于六聯混凝試驗攪拌機中，依次投入20～140 mg/L的PAC進行混合和沉淀，30 min后取上清液測定總磷濃度。

3.3.2 生產性試驗

生產性試驗主要驗證小試試驗結果是否與現場發生情況相吻合。生產性試驗是在生化池出水口處投入不同量的PAC，并計算不同投加量的化學除磷量ΔTP和總磷去除率ηTP。

3.4 分析方法

計算小試試驗和生產性試驗的化學除磷量、除磷率以及PAC投加系數，利用回歸分析確定化學去除量、PAC投加量的關系。

ΔTP和ηTP的公式：ΔTP=P1-P2；ηTP=(P1-P2)/P1。P1為投藥前的總磷量，P2為投藥后的總磷量。

PAC投加系數β計算公式：β=nmc/np。nmc為加入的PAC中A13+物質量（mo1）；np為去除P物質量（mo1）。

3.4 結果

在不同總磷濃度的污泥混合液中投加不同量的PAC，試驗結果如表1、表2、表3所示。

表1 總濃度為1.5 mg/L的除磷結果

表2 總濃度為2.0 mg/L的除磷結果

表3 總濃度為2.5 mg/L的除磷結果

從表1、表2和表3可以看出，生化池混合液總磷濃度為1.5 mg/L、2.0 mg/L、2.5 mg/L時，需要投加60 mg/L、70 mg/L、100 mg/L、130 mg/L的PAC，這樣才能讓總磷濃度小于0.5 mg/L。要得到相同總磷去除率，那么生化池混合液總磷濃度越高時，其PAC投藥量也要越來越高。

4 結語

相同總磷去除率下，生化池混合液總磷濃度越高，其投加PAC量越大。所以，為降低藥耗成本，污水處理廠應提升生物除磷效率，減少生化池混合液總磷濃度，達到減少藥劑投加量的效果。

1 廖穎哲.污水處理廠總磷的形態分析及加藥除磷的效果[J].凈水技術，2013，32（12）：10-11.

2 呂育鋒，張彥浩，張志斌，等.污水處理中化學輔助除磷自動加藥控制方法及裝置：中國，CN102603125A[P].2012-08-12.

3 宋翠煥.淺析污水處理廠總磷去除的技術方案[J].工程技術（全文版），2016，（11）：139.

4 王 穎.混凝藥劑對污水處理廠總磷去除及總磷形態分析[J].工業，2016，（11）：49.

Determination of Chemical Phosphorus Removal in Sewage Treatment Plant

Zheng Runwu
(China Gezhouba Group Water Operation Co.,Ltd.,Wuhan 430000)

With the continuous improvement of the level of economic development in our country,the state has put forward higher requirements on the effluent phosphorus from sewage treatment plants.Dosing and phosphorus removal refers to the scientific and effective dosing control of sewage treatment,to ensure that the effluent quality under the premise of a reasonable reduction in the amount of dosing,saving sewage treatment costs,it has now become the sewage treatment plant sewage treatment methods commonly used.This article through the relevant experiments,the main discussion of the sewage treatment plant when the amount of sewage treatment and the relationship between the amount of phosphorus removal,in order to guide people to determine the reasonable dosage of chemical phosphorus removal.

sewage treatment plant; chemical phosphorus removal; dosing amount

X703

A

1008-9500(2017)11-0023-03

2017-09-19

鄭潤武（1990-），男，湖北當陽人，助理工程師，從事污水處理行業企業管理工作。