混凝剂投加对污水厂处理除磷效果的影响

张 鹏，李光曼，刘 杰，邹励扬，徐传华

（1.合肥通用机械研究院有限公司，安徽合肥 230088；2.安徽城乡规划设计研究院，安徽合肥 230088）

1 研究背景

随着我国经济的快速发展，城市配套基础设施规模进一步提高，污水处理系统作为基础设施，其系统正逐步完善，同时对污水处理厂工艺技术也提出了更高的要求[1]。目前，城市生活污水厂主要是通过生物脱氮除磷的方式去除污水中的氮磷，《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A 标准排放或地表三类水质标准，总磷含量要控制在0.5 mg/L 以下[2]。随着标准的提高，通过生物除磷的工艺不能达到水质排放要求，需要附加化学除磷的方法加以去除。在此背景下，青阳县某污水处理厂（20 000 t/d）提标改造项目，在原有工艺的基础上增加了提升泵房、加药间、深床滤池工艺，将原有的出水标准从一级B 提高到一级A。本项目主要是探讨了提标改造项目混凝剂投加位置、投加量以及不同混凝剂（聚合氯化、氯化铁）对出水除磷效果的影响。

2 化学除磷原理以及工艺介绍

2.1 化学除磷原理

化学除磷主要是通过化学沉降过程去除磷的，通过向生活污水中投加无机金属盐药剂，药剂与污水中的磷酸盐反应生产颗粒状非溶解性物质，同时金属盐具有化学絮凝作用，絮凝体经沉降或者过滤加以去除从而达到除磷效果。常用混凝剂主要有铁盐（Fe）、铝盐（Al）两种药剂，其原理如下[3]：

2.2 工艺介绍

污水处理厂原有的工艺：进水经过粗细格栅去除较大浮渣后，经旋流沉砂池去除污水中固体悬浮物，通过氧化沟生物脱氮除磷后，进入二次沉淀池，污泥沉降，部分污泥回流，剩余污泥经过污泥脱水，污泥含水率65%，运输至垃圾填埋场进行填埋（图1）。由于原来的工艺不能满足日益严苛的环境要求，现通过提标改造增加深床滤池工艺，预期将污水厂出水的标准从一级B 提标到一级A 标准，具体进水水质和出水水质如表1 所示。由表1 可以看出，提标改造后出水总磷0.7 mg/L 以上，仍不能满足一级A 出水标准。现通过投加混凝剂进一步除磷，确保出水水质达到要求。

图1 污水厂处理工艺

为了达到最好的除磷效果，本项目主要对不同混凝剂、不同投加量以及不同投加位置对除磷效果的影响进行研究。

表1 未投加药剂前污水厂进水和出水水质

3 结果分析

3.1 不同药剂种类对出水总磷的影响

为对比铁盐和铝盐除磷效果，在投加位置1 处（二沉池之前氧化沟之后）投加，投加量为15 g/m3，投加之后24 h 内出水总磷含量的变化。从图2 可以看出，投加铁盐出水总磷的含量整体上是低于投加铝盐的出水总磷含量，且能将出水总磷含量降到0.5 mg/L以下。这是因为相对于铝盐，铁盐絮凝形成的絮凝体沉降性能较好，更有利于在二沉池沉降，从而通过二沉池脱泥将总磷去除。

图2 不同药剂对出水总磷的影响

图3 不同投加量对出水总磷的影响

3.2 不同投加量对出水总磷的影响

为确定不同投加浓度对出水总磷的影响，在投加位置1 处（二沉池之前氧化沟之后），投加铁盐，投加量分别为10 g/m3、15 g/m3和20 g/m3，投加后24 h 的出水总磷变化曲线如图3 所示。从图3 可以看出，随着投加量的增加出水总磷的含量降低明显，其中投加量20 g/m3时，出水总磷的含量可以降低到0.45 mg/L 以下，达到一级A 出水排放标准，这是因为随着铁盐投加量的增加，铁盐与污水中的磷反应量增加，形成絮凝沉降下来经脱泥出去的总磷增加，从而达到持续降低出水总磷的目的。

3.3 不同投加位置对出水总磷的影响

深床滤池具有过滤作用，在滤池前投加混凝剂形成的絮体能同样经过滤池拦截去除，从而达到除磷的目的，为对比研究不同投加位置除磷效果的影响，现对投加位置1（二沉池之前氧化沟之后）和投加位置2（二沉池之后深床滤池之前）投加铁盐，投加量为10 g/m3，投加24 h 之后出水总磷的变化曲线如图4 所示。由图4 可以看出，投加在滤池之前效果非常明显，在投加量为10 g/m3条件下，出水总磷降低到0.4 mg/L 以下，达到一级A 排放标准的要求。这是因为，相对于二沉池前投加位置，滤池前有搅拌器进行混合，更有利于铁盐与磷盐絮凝反应，絮凝体经滤池拦截后，出水总磷降低。

图4 不同投加位置对出水总磷的影响

4 结论

通过针对青阳某污水厂提标改造项目化学除磷进行研究，得到如下结论：①同等条件下，铁盐除磷效果的要优于铝盐的除磷效果；②投加位置1 投加铁盐，随着铁盐投加量的增加，出水总磷含量持续降低，且在投加量为20 g/m3时出水总磷达到一级A 标准要求；③在滤池前投加效果明显优于二沉池前投加，能更好地节省投加药剂，从而减少运行成本。