污水处理厂化学除磷加药量确定方法探讨

郑润武

（中国葛洲坝集团水务运营有限公司，武汉 430000）

污水处理厂化学除磷加药量确定方法探讨

郑润武

（中国葛洲坝集团水务运营有限公司，武汉 430000）

随着我国经济发展水平的持续提高，国家对污水处理厂出水总磷提出了更高的要求。加药除磷是指科学有效地控制加药量来处理污水，在确保出水质量达标的前提下合理减少加药量，节约污水处理成本，它现已成为污水处理厂处理污水的常用方法。本文通过相关试验，探讨了污水处理厂处理污水时加药量与除磷量之间的关系，以期指导人们合理确定化学除磷所需的加药量。

污水处理厂；化学除磷；加药量

当前，国家提高了污水处理厂出水的总磷标准，使得污水处理厂总氮和总磷的去除量增加，也导致除磷加药的运行成本攀升[1]。因此，实现经济高效的加药除磷是污水处理厂的首要任务之一。化学加药除磷主要分为钙盐、铝盐、铁盐三种除磷方式，其具体表现都是金属离子与磷酸根反应后形成一种难溶性的磷酸盐沉淀，这样能有效降低污水处理厂的出水总磷。因此，在确保出水质量达标的前提下，污水处理厂应努力提高药剂使用率，做到节能降耗。

1 钙盐除磷

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

高碱度废水需要加入大剂量石灰将pH调节为10～11，在碱度极低的废水中，人们需要加入大量石灰才能实现磷沉反应[2]。所以，钙盐除磷对pH值的要求相对较高，普通的城市污水处理厂处理过程中水的pH值一般为6～9，需要加入药剂调节pH值，处理完排放时需要将pH值调回原来的6～9。这显然增加了污水处理厂的运行成本，一般不适宜用钙盐除磷。

2 铝盐、铁盐除磷

铝盐、铁盐属于常用除磷沉淀剂，两者的沉淀行为特点相同，以下探讨中统一用Me3+代替。

铝盐、铁盐中的金属离子在反应过程中会形成磷酸盐沉淀或者金属氢氧化物沉淀，其对应的反应分为主反应和副反应两种，方程式为：主反应→MePO4↓+2H+、副反应

金属离子发生反应时的OH-来自污水中游离OH-和中的碱度，其对应反应过程如下：

磷酸铁与磷酸铝的最小溶解度相对应的pH值在5～5.5或者6～7，当pH值低于这个范围时，磷酸铁与磷酸铝沉淀会再次在水中溶解，从而增加磷浓度。由此可见，利用铝盐、铁盐进行除磷需要合理把握污水的碱度。在实践过程中，如若不能调节pH值，则需投加大量金属盐，有助于提高除磷效果。

3 试验实例

本试验以某污水处理厂为例，该污水处理厂主要处理市政污水，排放标准严格遵循《城镇污水处理厂污染物排放标准》的A标准，工艺应用多模式A2/0＋深度处理，预计每天处理水量为100万m3。最后的出水将被排入河流，只有少部分水被回收利用，排入人工湿地等景点作为补充水。此污水处理厂目前投入化学除磷剂是聚合氯化铝，但因水量大，生物除磷效果受到多种因素制约，消耗了大量除磷剂，导致出水总磷偏高。

3.1 试验试剂及仪器

3.1.1 试验试剂

聚合氯化铝PAC（其中A1203含量为10%，密度为124 g/mL）、过硫酸钾、钼酸铵、抗坏血酸试剂等。

3.1.2 仪器

石墨消解器、六联混凝试验搅拌机以及TU-1901双光束紫外可见分光光度计。

3.3 试验方法

3.3.1 小试试验

化学除磷根据投药点不同一般分为前沉析、同步沉析、后沉析三种投药方式。该试验选择同步沉析，将污泥混合液和磷酸盐（POT）配制成总磷浓度为1.5 mg/L、2.0 mg/L、2.5 mg/L的三种污泥混合液，以P计。然后各取1 L三种污泥混合液于六联混凝试验搅拌机中，依次投入20～140 mg/L的PAC进行混合和沉淀，30 min后取上清液测定总磷浓度。

3.3.2 生产性试验

生产性试验主要验证小试试验结果是否与现场发生情况相吻合。生产性试验是在生化池出水口处投入不同量的PAC，并计算不同投加量的化学除磷量ΔTP和总磷去除率ηTP。

3.4 分析方法

计算小试试验和生产性试验的化学除磷量、除磷率以及PAC投加系数，利用回归分析确定化学去除量、PAC投加量的关系。

ΔTP和ηTP的公式：ΔTP=P1-P2；ηTP=(P1-P2)/P1。P1为投药前的总磷量，P2为投药后的总磷量。

PAC投加系数β计算公式：β=nmc/np。nmc为加入的PAC中A13+物质量（mo1）；np为去除P物质量（mo1）。

3.4 结果

在不同总磷浓度的污泥混合液中投加不同量的PAC，试验结果如表1、表2、表3所示。

表1 总浓度为1.5 mg/L的除磷结果

表2 总浓度为2.0 mg/L的除磷结果

表3 总浓度为2.5 mg/L的除磷结果

从表1、表2和表3可以看出，生化池混合液总磷浓度为1.5 mg/L、2.0 mg/L、2.5 mg/L时，需要投加60 mg/L、70 mg/L、100 mg/L、130 mg/L的PAC，这样才能让总磷浓度小于0.5 mg/L。要得到相同总磷去除率，那么生化池混合液总磷浓度越高时，其PAC投药量也要越来越高。

4 结语

相同总磷去除率下，生化池混合液总磷浓度越高，其投加PAC量越大。所以，为降低药耗成本，污水处理厂应提升生物除磷效率，减少生化池混合液总磷浓度，达到减少药剂投加量的效果。

1 廖颖哲.污水处理厂总磷的形态分析及加药除磷的效果[J].净水技术，2013，32（12）：10-11.

2 吕育锋，张彦浩，张志斌，等.污水处理中化学辅助除磷自动加药控制方法及装置：中国，CN102603125A[P].2012-08-12.

3 宋翠焕.浅析污水处理厂总磷去除的技术方案[J].工程技术（全文版），2016，（11）：139.

4 王 颖.混凝药剂对污水处理厂总磷去除及总磷形态分析[J].工业，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

郑润武（1990-），男，湖北当阳人，助理工程师，从事污水处理行业企业管理工作。