城镇污水处理厂生物化学强化除磷方法的研究

滕丽瑞

摘  要：八钢生活污水处理厂采用CASS工艺对城镇污水进行处理，该文考察了城镇污水处理系统在气温较低及进水水质超设计值时的生物化学强化除磷规律，分析了生物化学强化除磷和对出水水质的影响。研究结果：进水总磷为7.2 mg/L～12.7 mg/L时，气温小于-10 ℃时，原设计除磷工艺出水总磷为2.1 mg/L～4.5 mg/L。采用生物化学强化除磷的方法可将出水总磷降至0.5 mg/L～0.9 mg/L，还有利于进一步降低系统出水COD和SS值。

关键词：强化生物化学除磷;除磷剂;CASS池;污泥浓度

中图分类号：X703               文献标志码：A

0 前言

随着八钢区域的住宅及商业区的建设不断增加，纳入八钢生活污水处理厂处理的生活废水逐步增多，来水成分复杂，目前进水总磷在7.2 mg/L～12.7 mg/L，远超出本厂工艺设计能力（4 mg/L～5 mg/L），且随着进入冬季，CASS内污泥的活性有所降低，CASS原设计生物除磷不能有效降解，出水总磷2.1 mg/L～4.5 mg/L，超过了我厂目前执行的排放标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准的指标值1.0 mg/L。针对八钢生活污水厂气温较低及进水水质超设计值CASS池出水总磷不达标的现象，笔者采用生物化学强化除磷的方法研究气温较低及进水水质超标时城镇污水处理系统的除磷规律。

1 试验方法

CASS反应池原有设计工艺：周期运行时间为6 h，污泥浓度保持在4 500 mg/L左右。

1.1 试验装置

采用有效容积为1 L的烧杯模拟CASS池进行小试研究，烧杯取实际运行CASS池工况为纯曝气60 min后的泥水混合物，污泥浓度保持在不同浓度时，不同运行工况沉淀60 min后的上清液进行测定。

1.2 在以上生物处理基础上，试验配合不同除磷药剂的除磷效果

除磷剂及投加方式选用，聚合氯化铝、聚合硫酸铁和TOB除磷剂为强化除磷的化学试剂，选择不同的浓度直接投加至烧杯中进行搅拌30 min（相当于曝气停止前30 min投加到实际CASS主反应区的效果，另外一组烧杯不投加除磷剂作为对照组。）

2 生物化学强化除磷方法的确定

2.1 生物强化的除磷效果

2.1.1 增加反应时间的除磷效果

生物在低温下活性及反应能力降低，且冬季进水量较稳定，因此当气温为-10 ℃～30 ℃时，将CASS池的反应周期由6 h延长至8 h。污泥浓度为4 500 mg/L左右。反应6 h时进水总磷7 mg/L、9 mg/L、11 mg/L左右时出水总磷在2.1 mg/L、3.5 mg/L、4.5 mg/L左右，反应8小时时进水总磷7 mg/L、9 mg/L、11 mg/L左右时出水总磷在1.8 mg/L、

3.3 mg/L、4.0 mg/L左右，可以看出指标下降幅度较小。

2.1.2 增加反应池污泥浓度的除磷效果

生物反应主要是依靠污泥中的生物进行分解处理，污泥浓度越高参与反应的生物越多，因此考虑在不影响其他出水指标的前提下提高污泥浓度以提高系统生物处理能力。

在进水总磷为7 mg/L、9 mg/L、11 mg/L左右时分别取1-4号CASS池，各池浓度分别控制在5 500 mg/L、6 500 mg/L、

7 500 mg/L、8 500 mg/L左右时纯曝气60 min后的泥水混合物，沉淀60 min后的上清液进行测定总磷，COD、SS和总氮。结果发现污泥浓度在7 500 mg/L左右时出水总磷在1.3 mg/L～3 mg/L，且总氮指标也有所减少。污泥浓度到8 500 mg/L左右时，出水总磷反而升高，且出水COD值接近临界值。

在对CASS池的生物反应时间和反应浓度进行调整到最优状态（8小时运行周期，污泥浓度7 500 mg/L左右）时，出水总磷在1.3 mg/L～3 mg/L，生物除磷能力有限且出水总磷浓度达不到排放标准（1.0 mg/L）。

2.2 生物化学强化除磷方法

生物化学强化除磷有4种方法。1）投加聚合硫酸铁，选用30%聚合硫酸铁原液，选取總磷，7 mg/L、9 mg/L、11 mg/L左右的进水，投加比分别为0.075 mL/L，0.05 mL/L，0.025 mL/L，0.015 mL/L，结论：投加聚合硫酸铁时，除磷效果较差，且投加量和除磷效果没有线性关系。随着药剂的增多，出水的色度逐渐增大，出水COD值有所增加。2）投加聚合氯化铝，因现场实际环境限制，直接选用固体聚合氯化铝（每袋25 kg），选取总磷，7 mg/L、9 mg/L、11 mg/L左右的进水，投加比分别为0.075 mg/L，0.05 m/L，0.025 mg/L，0.015 mg/L，结论：投加聚合氯化铝时，除磷效果较好，随着进水总磷的增加去除率越高，但降至1.3 mg/L左右后，出水总磷与药剂投加量没有线性关系，基本没有变化。 3）投加TOB除磷剂，因投加固体和液体的效果一样（每袋25 kg），直接选用固体TOB除磷剂，选取总磷7 mg/L、9 mg/L、11 mg/L左右的进水，投加比分别为0.075 mg/L，0.05 mg/L，0.025 mg/L，0.015 mg/L。结论：投加TOB除磷剂时，除磷效果较好，随着投加量的增加，除磷效果越来越好，但在高浓度的情况下去除情况比低浓度差，且投加成本较高。4）综合2.2.2和2.2.3的试验结果进行了投加聚合氯化铝+TOB除磷剂试验。

选取总磷7 mg/L、9 mg/L、11 mg/L左右的进水，选择以下投加总量和比例，总量为0.075 mg/L，比例分别为2︰1、1︰1、1︰2。结论：当聚合氯化铝和TOB除磷剂投加比例为2︰1，总量为0.075 mg/L时，除磷效果做好且进水总磷在试验浓度范围内出水总磷全部达标。

3 生物化学强化除磷的方法对处理系统出水水质的影响

将该方法运用正常生产试验，数据与实验室数据接近。

3.1 对出水COD的影响

采用生物化学强化除磷的方法后出水COD值有所降低，COD值从15 mg/L～25 mg/L降至12 mg/L～20 mg/L。分析认为如果继续增加除磷剂投加量会消耗CASS池内大量碳源，出水总氮指标会受到影响。

3.2 对出水SS的影响

采用生物化学强化除磷的方法后出水SS值有所降低，SS值从5 mg/L～10 mg/L左右降至4 mg/L～8 mg/L。分析认为，是通过吸附架桥作用而使胶体脱稳、絮凝、沉降，从而使污水中SS含量在出水中降低。

3.3 对出水总氮的影响

采用生物化学强化除磷的方法后出水总氮值有所降低，总氮值从12 mg/L～18 mg/L降至11 mg/L～16 mg/L。

4 生物化学强化除磷的方法的结论

城镇污水处理系统在气温较低及进水水质超设计值时，采用生物化学强化除磷规律的研究并分析了该方法对出水水质的影响，得到2个结论。1）进水总磷为7.2 mg/L～12.7 mg/L

时，气温小于-10 ℃时，生物除磷出水总磷为2.1 mg/L～4.5 mg/L，运行反应周期延长至8小时，污泥浓度提高至7 500 mg/L，生物除磷出水总磷为1.5 mg/L～3.5 mg/L。2）投加聚合氯化铝+TOB除磷剂，投加总量为0.075 mg/L，聚合氯化鋁和TOB除磷剂投加比例为2︰1时，出水总磷为0.6 mg/L～0.8 mg/L，能进一步降低系统出水COD、SS和总氮浓度。

参考文献

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