污水除磷的处理方法范文
时间：2023-11-22 17:57:06
导语：如何才能写好一篇污水除磷的处理方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1当前城市污水处理面临的问题
1.1城市污水处理技术滞后
城市污水处理的基础是污水处理技术。这种技术也是保证污水处理工作能够顺利进行的关键因素。我国在借鉴国外的污水处理技术的基础上，发展出一条自己的污水处理技术。但是和国外的技术相比，我国的污水处理技术仍然比较落后。污水处理效率很低、并且影响污水处理的工作效率。
1.2城市污水处理厂过于集中
我国城市污水处理厂由于比较集中，因此，再生水的回收利用难度很大。并且，我国城市的那些老城区的排水系统大部分都是合流制系统。为了治理城市污水，就要将这些排水系统改造为分流制系统，或者建立一个污水截流系统，但是这在已经布满各种管道的城市道路上布置再生水管线，难度很大。
1.3资金投入力度不够
对于城市来说，城市的污水处理系统有着至关重要的作用。作为城市的重要基础设施，城市污水处理系统对防止水污染以及提高城市水质量有着非常重要的影响。然而，受经济水平的影响，我国在城市污水处理过程中的投入往往比较少，用来治理水污染的资金也非常紧张。因此，就不能够建设一些大规模的城市污水处理系统治理水污染。我国的污水处理设备也同样存在着问题。据不完全统计，我国现行的污水处理设备能够正常运行的只有三分之一左右。而且污水处理厂的运转率实际上只有二分之一左右。现阶段，尽管我国政府对现有的污水处理工程逐渐重视起来，但是，这些远远不能满足现阶段的要求。
1.4管理水平低下
大部分工作人员的能力和水平与城市污水处理技术的复杂性相适应，这就会使得我国大多数已经建立好的城市污水处理厂不能够进行正常工作，这样将会严重的影响我国的城市污水处理工作。我国要求城市污水处理率不能低于60%，鉴于这个要求，我国许多城市污水处理厂就要加强城市污水处理管理方式，并对控制污水处理工作。
1.5设备磨损、老化
我国的污水处理设备大部分是从国外进口的，这些设备在经过几年的运行之后，都会出现不同程度的磨损、老化现象。尤其是在保修期后的维修以及正常的大修问题。
2.我国城市污水处理的建议及措施
一直以来，我国的城市污水处理问题对我国的发展有着很重要的意义。针对上述的种种问题，采取了一系列的相关建议及措施。
2.1变废水为资源
在以前，城市污水往往被当作“废水”，对这些“废水”的处理，往往只是利用简单的排放方式来处理。随着城市化的快速发展，水资源的浪费现象也越来越严重。因此，只有充分认识到水的循环原理，并能够合理的运用水资源，才能促进水资源的有效的利用。因此，人们要转变自身的用水观念和污水观念。提高水资源的利用率。最大程度的利用水资源，并提高城市污水的再生利用率。
2.2排水合理分区对城市污水的排水范围的规划，不仅要考虑规模，还要考虑其对污水再生利用的方便程度。同时，还要分析当地的地形、气候等。城市污水处理厂要适度集中，对排水分区进行合理划分。
2.3合理布局
对城市污水处理，要进行统筹规划，并进行合理布局，并对城市污水处理厂的建设地址与方案进行合理规划，以便促使城市污水处理工作的顺利进行。2.4创新并优化污水处理工艺现阶段，大部分的污水处理厂都是利用一级处理方式，出水并没有进行消毒，这些已经无法适应现阶段城市污水的回收再利用。所以，在城市的污水处理上，要从实际情况出发，通过各种分离技术、氧化技术以及消毒技术等的应用，以期改善城市的污水处理水平，提高水资源的重复利用率。
2.5加强政府的监管与考核政府的监管与考核
对城市污水处理工作有着非常重要的意义，但是政府在监管力度和体系上面仍存在着一些问题。同时，政府的监管手段还十分落后，监管工作一般都是采用临时抽查的模式，这样往往就会使得监管力度不够。所以，政府要建立一整套的监管体系，全方位地展开监管工作，提高监管人员的监管水平与监管素质，并对城市污水处理厂进行全天的监管。同时，在监管过程中，要重视质量，提高城市污水处理效率。
2.6加速建设污泥处理处置与利用设施
污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康，使污水处理设施的环境效益大大降低。因此，加速污泥处理处置与利用设施的建设势在必行。关于污泥处理处置的技术路线，目前虽有争论，但经厌氧消化或好氧发酵后进行规范化土地利用已经成为主流方向，这也与国际经验一致。例如，北美地区虽然土地资源充足，但卫生填埋总体较少，污泥处理处置的技术路线一直是农用为主，且为污泥农用做了大量安全性评价工作。目前，美国16000座污水处理厂年产710万吨污泥（干重）中约60%经厌氧消化或好氧发酵处理成生物固体用做农田肥料，另外有17%填埋，20%焚烧，3%用于矿山恢复的覆盖。欧美国家目前比较明确地将土地利用作为污泥处置的主要方式和鼓励方向。污泥的厌氧消化或好氧发酵为污泥的土地利用尤其是农用提供了较好的基础。
3分散式生态处理技术的应用
随着环保技术的不断提高，以及人们对生活污水处理认识的不断提高，相关研究人员针对城市生活污水排放特点，创新性地提出了分散式生态处理技术，以不同的处理方法清除、降解污水中的污染物，以达到净化的目的。
我国城市生活污水处理技术已经得到了很好的发展，并且还在不断地改进与创新之中。当前，城市生活污水处理过程中主要包括以下几种分散式生态处理技术。（1）厌氧沼气处理技术：这是应用范围较广，应用效果较好的分散式处理技术之一，它主要的特点是建立生活污水净化沼气池，将生活污水收集到一起，采用二级厌氧消化加后处理措施，将不同通道的污水进行合流制处理与分流制处理。这种处理技术的关键是厌氧沼气池装置，这种装置深埋地下，无动力要求，而且操作简单，对生活污水的处理效果也很好；（2）土壤渗滤处理技术：这种技术是在操作人员有效控制下，有选择地将生活污水排放到土壤中，通过土壤中的微生物作用，使污水中的污染物能够被土壤以及植物过滤、吸附，将被渗滤之后的污水用于农田浇灌，使生活污水能得到回收利用。这种处理技术最大的优势在于资金投入少、操作简便，土壤吸收力强，污水处理效果较好，比较实用；（3）人工湿地处理技术：这种技术主要是利用微生物对污染物的降解作用，来达到净化生活污水的目的。另外，人工湿地处理技术中还会根据实际情况应用到一些化学、物理处理技术，以提高生活污水处理效果。近几年来，我国一些城市在发展经济的同时，也在不断建设人工湿地处理场，利用人工湿地处理技术的低成本、高效率的特点，长期处理城市生活污水；（4）蚯蚓生态滤池处理技术：这是一种新型的生态处理技术，利用蚯蚓与微生物对生活污水中污染物的分解、降解作用，建立蚯蚓生态滤池，以城市生活污水排放、化粪池初步处理、强化沟加强处理、沉淀池沉淀、蚯蚓生态滤池再次降解净化的处理流程，有效处理生活污水，再将处理后的生活污水用于农田灌溉或者排入河流，以达到净化生活污水、保护环境的目的。
3.结束语
总而言之，城市生活污水的处理关系到城市环境的保护，也关系到城市经济的发展，因此，政府与环境保护部门必须加强联系，针对城市生活污水的排放特点，全面思考城市生活污水应用分散式生态处理技术的相关问题，尽量做到降低成本花费、提高污水处理效果、操作维护简单等。经过相关工作人员的不断研究与实践得出，分散式生态处理技术可以很好地结合城市社会环境与生态环境的特点，有效地处理生活污水，还城市居民一个良好的生活环境。
参考文献：
篇2
关键词：中小城镇；污水处理；脱氮除磷；SBR；CAST；氧化沟；BIOLAK
前言
当前在城镇化快速发展过程中，城镇污水排放中氮、磷含量不断增加，这对环境带来了较大的破坏。虽然排放标准越来越严格，但当前中小城镇污水处理厂在污水处理中脱氮除磷的效果并不理想，因此需要选择适宜中小城镇污水处理厂应用的脱氮除磷工艺，有效的实现对污水的净化，使污水达到国家标准的排放要求，实现对城镇水体环境的有效保护。
1 生物脱氮除磷工艺概述
对于污水的氮、磷物质，可以利用生物工艺来清除，这种工艺是将除碳、脱氮及除磷等三种流程有效结合在一起。即通过利用细菌在有氧条件下将有机物分解为二氧化碳和水，在这个过程中，在氧和生物量充足的情况下除碳效果非常明显。在污水排放标准中将氨氮、总氮和总磷作为氮和磷的控制指标。因此在实际生物除磷脱氮工艺中，首先，在对有机物和氮氨去除过程中需要应用生物硝工艺和延时曝气。然后，需要运用生物硝化和反硝化工艺，在好氧反应池前设置缺氧段，这样就能够使好氧池中的硝酸盐混合液实现回流，进入到缺氧段内，从而转化为氮气，实现对有机物和总氮的清除。在除磷过程中也需要运用硝化工艺，并将一个厌氧段增设在好氧反应池前，磷的释放、磷的超量吸收、有机物氧化、有机氮和氨氮的硝化等都好氧段内实现。最后，通过在好氧反应池前增加一个厌氧段和缺氧段，采用完全的生物除磷脱氮工艺来去除有机物、总氮和总磷，从而实现除磷脱氮的目的。
2 中小城镇污水处理厂脱氮除磷工艺
当前中小城镇污水处理厂在对污水中的氮、磷进行处理过程中，对于所选择的工艺，需要综合考虑污水处理厂进水水质和出水水质要求、同时还要对工艺流程、占地、投资、消耗及运行管理等多方面进行考虑，从而选择适宜的脱氮除磷工艺。在具体工艺选择过程中，需要针对污水处理厂的实际情况，对各种工艺进行认真对比，从而选择出与实际情况最符合的脱氮除磷工艺。但在实际脱氮和除磷过程中，脱氮与除磷过程中存在相互制约性，即在脱氮完全时，会破坏除磷所需的完全厌氧环境，从而使除磷效果受到影响。而在除磷过程中，需要通过排放污泥实现，即排放污泥量越多，除磷量也就越多，但生物硝化工艺则需要较长的泥龄，除磷时会影响到硝化，因此必然会对脱氮效果带来不利影响。
生物脱氮除磷工艺具有较多种工艺方法，而且多数是以活性污染法为基础而产生出来的，多数工艺都有效的结合了除碳、脱氮和除磷的流程，具有较好的脱氮除磷的效果。
2.1 SBR衍生工艺
在脱氮除磷过程中，可以引入SBR工艺，由于该工艺操作十分灵活，在具体应用过程中通过对其运行周期进行调整，并对各工序时间进行控制，从而完成脱氮除磷工作。但在具体应用时，常规SBR工艺受制于投资和占地面积，往往在中小城镇污水厂中很难予以采用。但SBR衍生工艺兼具了常规工艺的优点和规避了其缺点，能够更好的发挥脱氮除磷的重要作用。
在SBR衍生工艺中还包括许多种工艺方法，但其中部分工艺方法无法同时达到脱氮除磷的效果，部分工艺运行费用较高也无法在小城镇污水处理厂中进行应用。在SBR衍生工艺中CAST工艺最适宜应用在小城镇污水处理厂中。在CAST工艺中，预反应区设置在主反应区之前，这样污泥从主反应区回流到预反应区内，并与进水有效混合，这样能够有效的利用活性污泥的快速吸附作用，而且能够有效的去除掉溶解性物质，实现对难降解有机物进行水解。而且污泥中的磷在厌氧一半下能够有效释放。在预反应区内，可以对丝状菌的大量繁殖起到有效的抑制作用，防范污泥膨现象发生。将CAST工艺在中小城镇污水处理厂中进行应用，不仅具有较好的出水水质，而且具有较强的抗冲击适应性，同时污泥活性较好，运行过程中能耗不高，投资具有较好的经济性。
2.2 氧化沟工艺
在当前我国中小城镇污水处理厂中，氧化沟工艺应用十分广泛，在氧化沟工艺中，其具备三层沟渠结构，利用沟渠内的溶解氧量来确保具有较大的溶解氧梯度，从而构成厌氧-缺氧-好氧的环境，以此来达到良好的脱氮除磷的效果。但在实际氧化沟工艺应用过程中，通常需要与各中小城镇污水处理厂的实际情况进行有效结合，对氧化沟工艺进行改良，可以将厌氧池和缺氧池增设在氧化沟主体结构之前，并与A2/O工艺有效结合，确保出水水质的质量。在改良后的氧化沟工艺中，曝气设备主要以表曝装置为主，这其中包括倒伞曝气机和微孔曝气头，水体流动主要利用推动器或是搅拌机来实现，因此在实际应用中选择哪种组合方式需要通过计算进行权衡。
2.3 合建式BIOLAK工艺
BIOLAK工艺是一种具有除磷脱氮功能的采用天然土池作反应池而发展起来的污水处理系统。该工艺采用铺设有HDPE防渗膜的土池结构来避免地下水污染，采用悬挂曝气链曝气避免了穿孔安装曝气设备。合建式BIOLAK池前端的厌氧池和反应池中的波浪式曝气所形成的环境使污水中的氮和磷高效去除。
在BIOLAK工艺中，其利用土池作为反应池，这有效的实现了投资的节约，而且通过利用曝气链曝气系统，提高了氧转移的效率，实现了运行费用的降低，使处理效果更为理解。而且澄清池后稳定池内又进行二次曝气，这也使出水水质得到了较好的保证。而且该工艺运行过程中，剩余污泥数量较少，同时其性质也更为稳定。而且在BIOLAK工艺中不需要水下固定件，更易于维修。可以说在中小城镇污水处理厂中，BIOLAK工艺最为适宜。
3 结束语
在当前中小城镇污水处理厂对污水处理过程中，对于选择哪种脱氮除磷工艺则涉及到较多的因素。因此在实际工作中，需要设计人员要综合多种情况、对各种因素比重进行权衡，并对重要工艺进行比较，因地制宜选择最适宜的脱氮除磷处理工艺，从而达到较好的脱氮除磷效果，提高污水处理厂对污水处理的能力，确保所排放的污水与国家相关排放标准要求相符，实现对城镇生态环境的有效保护。
参考文献
[1]薛涛，董良飞，关晶，等.MBR强化脱氮除磷工艺处理城市污水的中试[J].水处理技术，2011，37（2）.
篇3
关键词：化学除磷；CAST工艺；聚合氯化铝（PAC）；氯化铁FeCl3；污水处理
2. 工程概况工艺流程
2.1 工程概况
湛江某处理厂位于广东省湛江市湖光路以北、南出口路以南、百儒路以东、南柳东路以西四条公路范围内，厂区西侧北侧为南柳河，厂区面积为250.282亩。某污水处理厂处理湛江市霞山区的生活污水及工业废水，处理后出水向西排入南柳河。某污水处理厂采用了先进的具有良好脱氮除磷效果的CAST工艺（循环式活性污泥法），设计规模为20万吨/日。一期10万吨工程已于2008年7月通过省环保局验收，一期满负荷稳定运行。二期10万吨于2010年5月通过省环保局验收。出水标准：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18912-2002）[5]一级B标准与广东省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）一级标准较严者。
2.2工艺流程
图1 湛江某水质净化厂工艺流程图
3.研究方法
3.1化学除磷原理
化学除磷原理通过投加化学药剂与污水中的含磷化合物反应生成不溶性磷酸盐沉淀，经泥水分离后磷以磷酸盐沉淀物的形式与剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷目的。
3.2化学除磷药剂选择
许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物，但出于经济原因考虑，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+盐、Fe2+盐和Al3+盐，这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。另外使用金属盐药剂会给污水和污泥处理还会带来益处，比如会降低污泥的污泥指数，有利于沼气脱硫等[2]。综合考虑，本实验选择硫酸亚铁FeSO4・7H2O， 氯化铝AlCl3 ，聚合氯化铝[Al2（OH）nCl6-n・xH2O]m （PAC），氯化铁FeCl3 四种常见的药剂作为实验对象，对其同步处磷效果和经济效益性进行分析。
4实验方法
取出水水质，用6个量杯分别加入2000ml原水，第一个量杯中不加入药剂，作为空白，在剩余的5个量杯中分别投加同种依次增加量的药剂，将六个量杯置于OBJ-4六联同步电动搅拌器上进行混凝，以液面不产生旋涡的速度搅拌（约100r/min）15分钟，然后静止沉淀30min后，取液面下3-5cm处水样，用钼锑抗分光光度法检测TP含量，5次相同的实验为一组。然后用其他三种药剂做同样实验。实验原则为不改变原水PH，并尽量与本厂处理工艺单元条件一致。
4.1实验仪器和试剂
仪器：OBJ-4六联同步电动搅拌器，上海欣茂PC723可见分光光度计，高压蒸汽灭菌锅。
试剂：硫酸亚铁FeSO4・7H2O， （FeSO4，固体含量》40%）
氯化铝AlCl3 （AlCl3，铝的质量分数》60%）
聚合氯化铝[Al2（OH）nCl6-n・xH2O]m，缩写：PAC 铝质量分数》20%
氯化铁FeCl3 （FeCl3，铁的质量分数》66%）
4.2实验水质
实验原始数据：进水为湛江南柳河生活污水，出水为CAST池某一个单独池的滗水阶段出水。以下数据时间为2011年8月到9月之间，水样四次重复混合以后得到的平均值。表1实验水质
表1 实验水质
4.3总磷测定方法 钼酸铵分光光度法[3]
5结果分析与讨论
5.1四种除磷药剂的投加量及除磷效果分析
根据4实验方法和4.3总磷分析方法，分别对四种药剂的实验投加量及除磷效果作如下图2图3分析 图2 四种药剂投加量处理总磷效果 图3 四种药剂处理总磷去除率效果
图2 四种药剂投加量处理总磷效果
图3 四种药剂处理总磷去除率效果
5.2四种药剂的除磷效果讨论
将硫酸亚铁FeSO4・7H2O，氯化铝AlCl3，聚合氯化铝PAC与氯化铁FeCl3 投加量处理总磷与去除率效果对比，结合图2与图3，避免药剂会造成二次污染，通过统计得出，随着药剂投加量增加在一定程度范围内除磷率提高，硫酸亚铁FeSO4・7H2O投加量在1.40mg/L， 氯化铝AlCl3投加量在1.76 mg/L，PAC投加量在1.65mg/L，氯化铁FeCl3投加量在2.98 mg/L时，出水均可满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准中对 TP
6结论
1. 除磷实验表明药剂投加量计算除磷效果[4]：FeCl3 > AlCl3 >PAC>FeSO4・7H2O，亚铁盐会使PH值减低，影响CAST工艺出水水质，使出水偏黄。FeCl3水解后生成氢氧化铁沉淀，有极强凝聚力，对金属管道有腐蚀，不建议采用，而且会带来新的污染问题，影响出水色度。综合所述，在出水TP
2. 在出水标准要求相近的情况下，化学药剂的利用率与污水处理含磷量成正比例关系，污水含磷量越高化学药剂利用率也越高；污水含磷量越低，化学药剂利用率也越低。出水磷浓度越低，去除单位磷所需化学药剂投加量就越大。
参考文献
[1]《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002） 国家环境保护总局 国家质量监督检验检疫总局 Discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant 2002.12.24
[2]徐国想，阮复昌 .铁系和铝系无机絮凝剂的性能分析[ J ] . 重庆环境科学， 2001， 23（ 3） ： 52- 55
[3] 国家环境保护总局水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002
篇4
关键词：化学除磷；药剂； 污水处理
中图分类号：U664文献标识码： A
当前污水除磷脱氮工艺中的除磷技术主要分为生物除磷和化学除磷两大类。与化学法除磷相比。尽管生物法具有无需投加药剂、运行费用省、污泥产量小的优点。但在实际运行过程中。生物除磷技术也存在着缺点――对废水组分的过度依赖(主要取决于可获得的有机碳化合物的数量和质量)；稳定性和灵活性较差：污泥处理工艺中存在磷的释放造成二次污染，这导致了生物出水很难达到国家污水排放标准的要求。因此需要增加化学除磷。
1 化学除磷的反应机理
化学除磷的反应机理是在污水处理工艺中投加金属盐类等，除磷药剂形成不可溶性的磷酸盐或多聚磷酸盐沉淀产物，然后再通过沉淀分离或过滤分离等方法从污水中去除磷酸盐。药剂投加后，首先，金属离子与磷酸盐快速结合会形成低溶解度、极细小晶状体的磷酸盐化合物；然后，在流速梯度或混合扩散过程作用下互相接触生成大颗粒絮凝体；最后，絮凝体通过沉淀分离或过滤分离等方法将水体分开，得到净化的废水和化学污泥，从而实现化学除磷的目的。因此，化学除磷过程包括沉析、凝聚、絮凝以及固液分离四个步骤，其本质就是磷酸盐从液相转移到固相的过程。在这个过程中沉析和凝聚反应发生的非常快，被认为是同时发生的，凝聚时形成的主粒子，在絮凝过程中相互结合形成更大的粒子――絮体，以利于沉淀或者固液分离，由上述分析 可知，化学除磷效率与沉析和絮凝过程直接相关，沉析、凝聚与磷酸盐化合物种类与化学除磷药剂的种类及pH等因素有关，絮凝过程与除磷工艺形式有关，因此，要提高化学除磷效率必须从化学除磷药剂的种类、反应环境的pH及除磷工艺等因素考虑。
2 化学除磷药剂的种类
目前用于污水化学辅助除磷的药剂主要可分为铝盐、铁盐、钙盐、改性硅藻土及复合絮凝剂等。
2.1铁盐除磷药剂。铁盐除磷药剂主要有硫酸亚铁、氯化硫酸铁、氯化铁及聚合氯化铁等。铁盐与铝盐除磷反应机理类似，之外还会发生强烈水解并同时发生各种聚合反应吸附水中的磷。Fe2+除磷效率与pH相关，但有关Fe2+除磷最佳pH存在争议：有人认为 pH=8时，Fe2+除磷效果最好 ，但王文超等认为pH=7.5～8.5时不易生成沉淀，从而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要较高pH 值，而污水厂处理中pH值往往低于7.5，另外，在水中Fe 3(PO4 )2没有FePO4稳定，这些都限制了二价铁盐在废水除磷中的应用，实际过程中可利用好氧池曝气的特点将Fe2+氧化成Fe3+来提高化学除磷效率。铁盐与磷酸盐反应形成沉淀物相对于铝盐更加稳定，而具有沉降速度快的优点，因此实际应用比较多，但是具有出水浊度与色度高、对出水pH影响大、运输和贮存麻烦、对设备腐蚀大等缺点，同时铁也是刺激藻类生长和引发湖泊水华的一个重要因素，这些缺点限制其使用范围。由于需要较高的pH，同时钙盐除磷药剂还会引起池壁或渠、管壁上结垢及曝气管堵塞等，因此钙盐除磷药剂在城市污水处理厂中应用的比较少。磷酸氨镁法是近几年国际上非常流行的废水除磷方法，但我国还未出现相关的报道。
2.2铝盐化学除磷药剂。铝盐化学除磷药剂主要有硫酸铝、氯化铝和聚合氯化铝等。三价铝盐药剂除磷的反应包括两个反应过程：（1)三价铝离子与污水中的磷酸根发生沉淀反应,生成沉淀化合物AlPO4；（2)三价铝离子发生水解反应,生成具有较高的正电荷和较大的比表面积的单核羟基络合物A1(OH)2+，A1(OH)21+ 和多核羟基络合物 AI(OH)m(3n-m)+ (n>1，m≤3n)，然后，多核羟基络合物之间发生范德华力、吸附架桥和网捕等作用获得较好的沉淀效果，从而实现化学除磷。Al3+水解反应和金属磷酸盐的溶解性均受到pH的影响，同时金属离子也会与OH―发生反应，从而与PO43+形成竞争反应不利于除磷，由此可见，铝盐化学除磷过程中控制合适的pH是非常重要的。铝盐除磷理想的pH=5.8～6.9。值得注意的是经用铝盐除磷药剂处理后出水中的铝含量大幅度增加，可能会造成排放水体中铝盐超标，引起微生物铝中毒，因此需要控制投加量。
2.3复合新型除磷药剂。复合新型除磷药剂主要有聚氯化铝铁(FAFC)、聚氯化铝(PAC)、聚氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚亚铁、聚氯硫酸铁(PFCS)、聚合硫酸氯化铝铁(PAFCS)、聚合硫酸铝铁(PFAS)以及改性硅藻土等。这些新型除磷药剂基本上都有良好的电荷中和与吸附架桥功能，凝聚性能良好，絮凝体生成迅速，密集度高且质量大，沉降性能优越，沉降的污泥脱水性能好，无二次污染，适用水体pH值范围广，具有较强的去除效果，而且药剂生产工艺简单，原料易得，生产成本低。其中PAFC在污水厂中应用的比较多，原因在于PAFC结合了铝盐和铁盐的双重优点，化学反应速度快、形成絮体大且重、沉降快和过滤性好等优点。因此，PAFC既能克服铝盐絮体生成慢、絮体轻、沉降慢的不足，同时又能克服铁盐除磷的出水浑浊、色度高的缺点。改性硅藻土是最近新使用的化学除磷药剂，其组成包括硅藻土、PAC和石灰等，其中的PAC和石灰可与PO43+反应生成A1PO4和Ca5 (PO4)3OH等沉淀物，同时硅藻土具有吸附、混凝、过滤、共沉等作用，能充分接触并除去水中的PO43+。因此除磷效果较稳定，出水TP变化较小。
由上述的分析可知，复合新型除磷药剂，如聚氯化铝铁结合传统铁盐铝盐除磷药剂的优点，适用范围和条件较广，除磷效果好，而且对污水处理系统中微生物影响较小，具有良好的发展前景。
结束语
随着人们生活水平的不断提高和工业生产的快速发展。大量含磷生活污水、工业废水排入江河湖泊中，增加了水体营养物质的负荷，从而引起水体中藻类与水生植物异常繁殖，即水体的富营养化。研究表明。多数水体富营养化的限制因素是磷。因此控制水体中磷的浓度尤为重要。明确了城市污水处理中除磷的重要性和迫切性，而在普遍采用的生物除磷技术不能满足出水磷的排放标准时可考虑采用化学除磷技术。
参考文献：
[1]陈媛 A2/O工艺化学除磷优化实验及应用[J]-环境 2010
[2]汪秀丽.中国城市污水处理与再生利用.《水利电力科技》，2005.
[3]苏敬志.城市污水处理与再生利用的探讨.《中国新技术新产品》，2010.
篇5
关键词：脱氮除磷；SBR工艺；A²/O工艺；立体循环一体化氧化沟；CAST 工艺
中图分类号：U664文献标识码： A
1、引言
城市污水中的氮、磷主要来自城市生活污水，来自农业施肥（氮）和喷洒农药（磷等），来自工业废水。氮、磷的主要危害:氮和磷能够使湖泊等缓流封闭或半封闭的水体产生富营养化，而水体富营养化已成为全球的重大环境问题。生物脱氮除磷作为解决水体富营养化的主要手段成为污水处理领域的重中之重。为了达到较好的脱氮除磷效果，环境工作者对一些传统工艺进行了改进或设计出新工艺，本文简单介绍一些脱氮除磷工艺。
2、生物脱氮除磷机理
2.1 脱氮机理
脱氮首先利用设施内好氧段，由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用，将转化为。再利用缺氧段经反硝化细菌将反硝化还原为氮(),溢出水面释放到大气，参与自然界物质循环。水中含氮物质大量减少，降低出水潜在危险性，从而达到从废水中脱氮的目的。
2.2 除磷原理
在普通废水生物处理过程中，微生物除碳的同时吸收磷元素用以合成细胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19%左右的磷。残留在出水中的磷还相当高。故需用除磷工艺处理。所谓的除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷，达到磷水分离的效果。聚磷菌成为生物除磷过程中最重要的菌群，其是一种高能化合物，水解时能放出能量。在厌氧池中聚磷菌利用这些能量摄取有机物并释放出水解产生的磷酸，造成厌氧池中磷浓度的升高，废水中的有机物减少。到了好氧池，聚磷菌将体内积蓄的有机物通过好氧呼吸氧化分解合成ATP，用这部分能量进行菌体的增殖和聚磷酸的合成，在此过程中不断完成磷的过度累积和最后的奢量吸收从而达到去除污水中磷的目的。反应方程式如下:
( 1) 聚磷菌摄取磷:ADP++能量ATP+
( 2) 聚磷菌的放磷:ATP+ADP++能量
3、生物脱氮除磷工艺
3.1 SBR工艺
SBR工艺由于操作灵活，脱氮除磷效果较好成为了新近发展起来的新型处理废水的工艺，得到广泛的应用。
a、脱氮是在适当条件下进行的，即含氮化合物利用氨化菌进行氨化，然后在硝化菌作用下进行硝化，最后利用反硝化菌进行反硝化，将、还原为释放到大气中。
b、除磷是利用聚磷菌能过量地从外部摄取磷并以聚合物形式贮藏于菌体内形成高磷污泥，从而通过定期除泥而去除磷。SBR工艺在去除有机物的同时，可以完成脱氮除磷。SBR工艺流程图：
图1SBR生物脱氮除磷工艺流程
3.2 A²/O工艺
传统A²/O 法即厌氧缺氧好氧活性污泥法。污水经过三个不同功能分区的过程中,在不同微生物菌群作用下,使污水中的有机物、氮和磷得到去除。污水和从二沉池回流的活性污泥进入首段厌氧池，聚磷菌在厌氧条件下释磷，同时转化易降解COD、VFA为PHB，部分含氮有机物进行氨化。
在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流混合液带入的大量、还原为释放到大气中,浓度降低，浓度降低，磷变化较小。
在好氧池中，混合液中的COD浓度已基本接近排放标准，主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝态氮回流至缺氧反应区，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。A²/O工艺可用于处理工业废水比重较大城市污水,也较容易应用于生物法处理的老污水厂的改造。
A²/O工艺流程图：
图2生物脱氮除磷工艺流程
3.3 立体循环一体化氧化沟
氧化沟工艺是一种延时曝气的活性污泥法，由于负荷很低，耐冲击负荷强，出水水质较好，污泥产量少且稳定，构筑物少，特别是用于污水脱氮，氧化沟比其他生物脱氮工艺费用低、TN去除效率高。但是与活性污泥相比较氧化沟存在着占地面积过大的缺点，这使得在土地资源较紧张的地区受到局限。近几年来，国内对各种类型氧化沟工艺的除磷脱氮效果、设计、充氧设备及运行控制等方面进行了大量的研究。对多种氧化沟都进行了一定的革新，成功研究出立体循环一体化氧化沟。其具有以下的优点：
（1）在循环过程中完成降解有机物和脱氮过程，与现有氧化沟相比，占地面积可减少50%。
（2）沉淀区和氧化沟合建，沉淀的污泥可自动回流到氧化沟内，节约投资和能源消耗。
（3）结构更加紧密，运行操作简便。既保留氧化沟设备和运行操作简单的优点，同时节约
了占地面积。
3.4CAST工艺
CAST工艺实际上是SBR工艺的一种变型，是可变容积活性污泥法过程和生物选择器原理的有机集合，整个工艺为一间歇式反应器, 主反应器前端有一个生物选择器, 主反应器中活性污泥进行着不断重复曝气和非曝气过程，生物反应和泥水分离在同一池内完成，CAST方法是一种“充水和排水”活性污泥法系统, 废水按一定的周期和阶段得到处理。
4、结语
随着污水处理事业的发展，已有多种污水处理工艺在我国污水处理厂中得到了应用，除以上几种工艺的介绍，脱氮除磷工艺还包括AB法、MSBR工艺、OCO工艺等。随着环境保护者对脱氮除磷工艺的不断研究和探索，将来还会有更多新工艺的出现为生物脱氮除磷工艺指引方向。但是社会的可持续发展给污水脱氮除磷处理提出了越来越高的要求，污水处理已不仅限于满足排放标准，更要考虑污水的资源化和能源化的问题。综上所述，选择一种好的城市污水处理工艺，无论是对国民经济的发展还是对环境保护、资源再利用都有着不同寻常的意义，好的工艺具有工艺简单、设备可靠、管理方便、投资省、占地少、效率高、运行成本低、污水处理能达标排放并可回用等优点。相信在不久的将来生物学及其技术的发展，能使生物脱氮除磷工艺得到更大的发展。
参考文献
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[2] 周群英，王士芬环境工程微生物学［M］. 北京：高等教育出版社，2008.
[3] 张洁, 胡卫新, 张雁秋城市污水生物脱磷除氮工艺的新进展[B]. 中国期刊全文数据库 ,2003.
[4] 蒋文，贾娜，张洪杰 生活污水生物脱氮除磷工艺 [J]. 科技创新导报，2003，20：106-108.
篇6
关键词：高碑店污水处理厂 曝气池 倒置型A2/O工艺 污泥
1 前言
为配合北京市关于污水处理后作为水资源再利用战略方针的实施，高碑店污水处理厂一期工程进一步实施工艺技术改造，控制氮、磷的排放指标，使之适应于目前高碑店湖及第一热电厂冷却水使用要求。其工艺技术改造工程可分两步。第一步满足或优于高碑店湖目前湖水水质。第二步是随着北京市工农业的发展及沿河污水排放控制的实施，高碑店湖水质将逐年好转，直至达到国家四类水体水质标准，届时高碑店污水处理厂实行第二步改造，使之满足排入高碑店湖水四类水质的要求。
2 高碑店污水处理厂现况
高碑店污水处理厂是目前我国最大的污水处理厂，一期工程已于1993年10月24日竣工投产，一期工程处理能力50万吨/日。二期工程投产运转后，处理能力达100万吨/日。高碑店污水处理厂污水系统流域面积96平方公里，服务人口240万人，汇集北京市城区的大部分生活污水、东郊工业区、使馆区和化工路的全部污水。
该污水处理厂采用前置缺氧段活性污泥法工艺，即在推流式曝气池前端设置缺氧段，其目的是改善污泥性质，防止污泥膨胀。污水处理工艺流程如下图所示：
目前高碑店污水处理厂一、二期工程的二级出水直接排入通惠河下游，除约5500万吨/年用于农业灌溉外，剩余的每年超过2亿吨处理出水还没有得到利用。但随着污水资源化工程的实施，一期工程47万吨/日的处理出水将通过"水资源化再利用工程"的泵站输送至高碑店湖及再利用管网，作为北京第一热电厂、东郊工业区的循环冷却水水源及其它市政杂用水，因此对高碑店污水处理厂的二级出水水质提出了更高的要求(二期工程的出水部分已作为华能热电厂冷却水补充水的水源)。
3 改造规模及处理程度
3.1改造规模
改造规模为50万吨/日，即对高碑店污水处理厂一期工程(50万吨/日)进行改造。
3.2处理程度
本改造工程的出水水质目标分两步进行。
第一步：改造后，使高碑店污水处理厂二级处理出水水质优于目前第一热电厂冷却水取水水源－高碑店湖湖水水质。根据排水公司提供数据，其水质对比如下表。
第二步：随着北京市污水管网的完善及沿河污水排放控制的实施，高碑店湖湖水水质将逐年好转，直至达到国家四类水体的水质标准。届时，将对高碑店污水处理厂出水进行进一步工艺改造，使50万吨/日的出水满足高碑店湖四类水体的水质标准。
本改造工程只进行第一步改造。
地点 项目 BOD(mg/l) COD(mg/l) 总磷(mg/l) 氨氮(mg/l) 高碑店湖 12.1 46.6 1.3 11.7 现况高碑店污水厂总进水 129 319 6.5 30.7 现况高碑店污水厂二级处理出水 11 47.2 4.5 27.2 改造后高碑店污水厂二级出水要求 10 40 1.5～1.0* 10 四类水体水质 6 30 0.2 TKN 2 注：* 如果进水磷浓度在5毫克/升左右，出水亦可达到1毫克/升左右
从上面水质对比表可以看出，现况高碑店污水处理厂二级出水水质与高碑店湖水质的主要差别是总磷，氨氮不是主要问题 (上表中二级出水氨氮27.2毫克/升，因运行鼓风量不够，溶解氧较低，未达到硝化程度所致)，只要加大曝气量，现有曝气池的处理能力可达到70%左右硝化程度，出水氨氮满足要求。
4 工艺方案
在确定本工艺方案过程中，吸取了国内外先进的除磷技术，并咨询了美国加州大学伯克立分校的David Jenkins教授，最后确定了如下工艺改造方案。
4.1污水处理系统生物法除磷改造方案
一般来说，生物除磷只能去除60%～80%，对于高碑店污水处理厂只靠生物法使磷降至1毫克/升比较困难。要保证较高的稳定的除磷效果，又尽量降低运行成本，只有采用生物除磷与化学除磷相结合的方法。化学除磷是起辅助和把关作用。全部污水量化学法除磷，运行费较高，所以本工程暂只考虑生物法除磷。
4.1.1 将曝气池改造为倒置型A2/O工艺
污水生物除磷技术的发展起源于生物超量除磷现象的发现。污水生物除磷就是利用活性污泥中聚磷菌的超量磷吸收现象，即微生物吸收的磷量超过微生物正常生长所需要的磷量，通过污水生物处理系统的设计改进或运行方式的改变，使细胞含磷量相当高的细菌群体能在处理系统的基质竞争中取得优势。在污水生物除磷工艺流程中都包含厌氧段和好氧段，使进入剩余污泥的含磷量增大，处理出水的磷浓度明显降低。
最基本的生物除磷工艺为厌氧－好氧活性污泥法(A/O法)，这种工艺是使污水和活性污泥混合后依次经过厌氧和好氧区。其原理是在厌氧区中，污泥中的细菌将储藏在细胞内的聚磷酸盐进行水解，释放出正磷酸盐和能量，这时厌氧区内污水的BOD5值降低，而磷含量升高。而在好氧区内除磷菌又利用有机物氧化的能量，大量吸收混合液中的磷，以聚磷酸盐的形式储藏于体内，水中的磷又转移到污泥中，通过排除剩余污泥达到除磷的目的。同时在好氧区中有足够的停留时间，使有机物进一步被氧化降解，氨氮在硝化细菌的作用下大部分转化为硝酸盐氮，一部分硝酸盐氮随处理后的出水流入水体，另一部分硝酸盐氮通过污泥回流带到缺氧区内，在缺氧区内首先将硝酸盐氮去除后再进入厌氧区进行磷的释放，同时可提供氧，因此既达到部分脱氮的目的。进而达到排放标准，保护接纳水体，节省能耗。
本改造工程工艺方案的特点是：设置缺氧区、厌氧区和好氧区，浓缩酸化池(利用原浓缩池)上清液进入处理区，10%来水进入缺氧区，90%来水进入厌氧区。
由于污水中碳、氮、磷比普遍较低，为了避免厌氧区中污泥浓度降低、增加营养物质，以及避免回流硝酸盐对生物除磷的不利影响，在厌氧区之前设缺氧区，10%原水进入缺氧区，90%原水进入厌氧区，初沉污泥经浓缩酸化池后，上清液排入进水泵房，与原水一同进入曝气池。活性污泥利用约10%进水中的有机物、由浓缩酸化池而来的易降解的BOD5去除回流污泥中的硝态氮的氧，消除了硝态氮对后续厌氧区的不利影响，从而保证厌氧区的稳定物除磷效果。
原曝气池1/12为厌氧区，其余为好氧。改造后将原池2/9改为缺氧区及厌氧区。其中缺氧区为30分钟(按100%污泥回流量的实际停留时间计)，长度为17米。厌氧区为45分钟(按100%污泥回流量的实际停留时间计。不计污泥回流的名义停留时间为1.5小时)，长度为47米。其中在厌氧区进水端分出一实际停留时间为15分钟(按100%污泥回流计)的强化吸附区，长度为15米。其余仍为好氧区(名义停留时间为7.25小时)。见下图(单位为毫米)：
4.2 污泥处理系统改造方案
4.2.1 剩余污泥进行机械浓缩
在污水生物除磷工艺中，为防止使吸附在剩余污泥中的磷通过污泥处理上清液重新返回到污水中去，污泥系统要进行改造。原流程为剩余污泥泵将剩余污泥提升至初沉池，与初沉污泥共沉，其混合污泥再进污泥浓缩池，浓缩后，消化、脱水。因浓缩池停留时间过长，处于厌氧状态，磷又被释放出来，回到污水处理系统中，达不到除磷目的。所以，必须对原污泥系统进行改造。
该方案是将剩余污泥与初沉污泥分别处理，初沉污泥仍进现有浓缩池，并将浓缩池改造，使之做为浓缩酸化池，将其产生的易生物降解的BOD投加到曝气池，增加碳源，有利于磷的去除和反硝化的进行。剩余污泥则单独进行机械浓缩。由于浓缩时间短，此时磷不会从污泥中释放出来，而达到除磷目的，这就需要另建一座污泥浓缩机房。
4.2.2 消化池上清液、脱水机滤液处理方案
剩余污泥(含水率约99.5%)采用机械浓缩，污泥体积均约为1000吨/日（含水率约94%）。为充分利用原有消化池，并达到污泥稳定和资源化目的，故将机械浓缩后剩余污泥与经过浓缩池重力浓缩的初沉污泥一起送入消化池及脱水机房消化和脱水。由于厌氧状态下，污泥中的磷还会释放出来，必须采取相应的处理措施。该污泥经过消化、脱水后，大约有800吨/日的污水排出。如果包括初沉池污泥进入消化池消化、脱水后排出的污水约为1800吨/日。再加上脱水机滤带冲洗水量，总计大约3000吨/日的含磷污液排出。该部分含磷废水如再返回污水处理系统，将会增加进水中磷的浓度，达不到预期除磷效果。为此决定将消化池上清液、脱水机滤液进行化学法除磷。通过铁盐和石灰法比较后，采用石灰法。
石灰法化学除磷所需石灰量与磷的含量关系不大，而只与污水的碱度有关，因为羟基磷灰石的溶解度随PH的增加而迅速降低。所以，随PH的增加而促进磷酸盐的去除。PH>9.5时，全部磷酸盐均能转化为非溶解性磷酸盐。
初步按投加4000毫克/升的生石灰(Ca(OH)2)计，每天需投加石灰12吨左右。投加石灰的的主要设备有石灰贮存罐、石灰投料器、石灰消解器、石灰浆贮存池及搅拌设备、除尘设备，机械搅拌加速澄清池及搅拌设备，助沉剂贮存及投料设备，中和沉淀池及刮渣设备，石灰、石灰渣的输送及运输设备等。由于水中PH值>9.5，所以还必须再碳酸化。本工艺利用已有沼气发电机排放的烟道气中的二氧化碳进行中和。石灰法除磷效果较好，并能有效地同时去除COD及重金属。但是由于石灰的腐蚀性很强，所以需加强对设备的管理、维修及维护。
除磷后富磷污泥经处置后可作为复合肥料，达到污泥再利用及资源化目的，除磷后出水水质良好亦可回用。
4.3 改造工程工艺方案
综上所述，改造生物除磷工艺方案：曝气池将原池改造为倒置型A2/O工艺。污泥工艺增加剩余污泥机械浓缩；原有浓缩池改为浓缩酸化池；浓缩酸化池上清液做返回曝气池；消化池上清液和脱水机滤液及冲洗水收集后采用石灰法化学除磷。
5 工程设计主要参数
5.1 曝气池改造为倒置型A2/O工艺
（1）2/9改为缺氧区及厌氧区。缺氧区及厌氧区水力停留时间分别为30分钟和90分钟，总停留时间2小时。其中厌氧区进水端设置停留时间为15分钟的强化吸附区，后续好氧区水力停留时间为7.25小时。
（2）增设水下推流器36台。
（3）增设中隔墙36道。
（4）更换曝气头。
（5）10%原水入缺氧区，90%原水入厌氧区。
5.2 更换鼓风机
现有8台鼓风机，只有2台能正常工作。曝气池需氧量按碳化、硝化计，需5台鼓风机，(其中1台备用)。所以，需增加风量为600立方米/分钟、风压为7000毫米水柱的离心鼓风机3台。
5.3 剩余污泥机械浓缩方案设计
5.3.1 更换剩余污泥泵
（1）剩余污泥量：干泥量为64.8吨/日，污泥浓度5克/升，折合为含水率为99.5%时，污泥量为1.3万吨/日。
（2）现有6台剩余污泥泵(在现况回流污泥泵房内)，因原设计为连续工作，为配合浓缩机房，改造为14小时工作制，不能满足要求，须更换：故选用6台潜水泵(4用2备)。流量为250立方米/小时，扬程为13米。
5.3.2 新建浓缩机房
（1）剩余污泥量：干泥量为64.8吨/日，污泥量为1.3万吨/日(含水率99.5%)。
（2）带式污泥浓缩机，处理能力150立方米/小时，带宽3米，7套(6用1备)，14小时工作制。包括污泥进泥泵、冲洗水泵、投药装置、现场控制柜等配套设备。
（3）浓缩机房：平面尺寸为长50米、宽20米，一座。
（4）浓缩机投药量：按2‰计，每日投药量约为0.13吨。
（5）污泥贮泥池：长15米、宽8米、池深3.5米，内设水下搅拌机，2台。
（6）浓缩后向消化池污泥投泥泵：流量为15立方米/小时，扬程为40米，6台(3用3备)。
（7）改造部分剩余污泥管线。
5.3.3 浓缩酸化池设计
利用现有4座浓缩池改造为浓缩酸化池。并相应改造管线与配套设备。将原一一对应的进出泥管线使之互相调配，增加灵活性，增设互相连通管及阀门，便于运行控制。
5.3.4 石灰法处理污液
（1）石灰处理工艺流程
（2）石灰贮存罐
石灰投加量：12吨/日。
石灰贮存罐：直径2.5米，高度2.3米，2套。
除尘设备：1套。
石灰处理站：平面尺寸长30米、宽15米，1座。
（3）石灰投料计量器
投加量12吨/日，2套。
（4）石灰消解器
直径0.7米，高度1.3米，2套。
（5）石灰浆隔膜计量泵
流量500升/小时，扬程0.3兆帕，2台(1用1备)。
（6）机械搅拌加速澄清池
设计流量60立方米/小时·座，直径6.2米，池深5.15米，4座，采用搅拌机械。
（7）中和沉淀池
型式：平流式。
设计流量：3000立方米/日。
停留时间：2小时。
平面尺寸：长12.3米、宽5.1米、池深5.5米，一座。
刮泥机：1台。
利用沼气发电机烟道废气中二氧化碳中和，选用气体压缩机，流量400立方米/小时，压力0.1兆帕，2台(1用1备)。
6 建议
（1）根据实测，除高碑店污水处理厂进水总磷浓度较高外，北京其它污水处理厂进水总磷浓度一般为4～5毫克/升左右，所以应对排入本污水处理厂的排磷大户进行控制，并加大力度推广使用无磷洗衣粉。经采取有效措施后，污水处理厂进水总磷浓度将会大大降低。如果进水总磷浓度在5毫克/升以下，仅采用生物除磷工艺就基本可达到预期处理效果，节省化学除磷运行费过高的问题。
（2）高碑店污水处理厂，是全国最大的一座现代化城市污水处理厂，污泥出路尚不落实。污水处理后的的城市污泥具有丰富的有机质和氮、磷、钾及多种植物需要的营养素，在满足农用污泥标准前提下，应重点开发污泥快速固化、高压造粒制取颗粒肥料，彻底解决污泥无害化的问题，使其变废为宝、得到妥善处置。
参考文献
1.城市污水高级处理 Russell L.Culp Gordon L.Culp 俞浩鸣译 1975
2.污水除磷脱氮技术 郑兴灿 李亚新 编著 1998
篇7
【关键词】生活污水；脱氮除磷；工艺
一、生活污水脱氮除磷的重要性
在我国广大城市和农村，由于资金和技术的原因，污水处理设施严重不足，近 80%的污水未经有效处理就直接排入自然水体，已经使全国近 40%的河段遭受污染，90%以上城市水域被严重污染，其中化学需氧量 859.4万t；氨氮排放量97.3万t。现有的二级生物处理法无法实现氮磷去除，大量未经处理的氮磷直接排入受纳水体，造成水体富营养化严重。由于氮磷是藻类生长的限制因子，废水中排放的氮磷会引起藻类的过渡繁殖，导致水体的富营养化。随着氮磷污染问题的日益尖锐化以及公众环境意识的加强，越来越多的国家和地区制定了相当严格的污水氮磷排放标准和不同的等级的实施规划。常规的二级生化处理工艺稳定可靠，可以有效地降低污水的 BOD，但对污水中同时存在的 N、P 等营养物只能去除10%～20%，而典型城市污水中 TKN：50～60mg/L，TP：4～20mg/L，因此采用传统的二级生化处理工艺并不能够全面解决营养物对水体的污染和富营养化危害的问题，其结果远不能达到二级排放标准。因此，采用生物方法对含氮、磷污水进行处理成为研究和现场应用的热点。
二、生物脱氮除磷机制研究
1、生物处理中氮的转化
污水中的氮主要以氨氮和有机氮形式存在，一般情况下只含有少量或没有亚硝酸盐和硝酸盐形态的氮，在未经处理的污水中，有机氮占总氮量的 40%左右，氨氮占 60%左右，亚硝酸盐和硝酸盐氮占 0～5%左右。生物处理中去除氮包括被微生物同化成新细胞及通过硝化、反硝化而被转化为分子氮气并逸入大气。据统计，通过同化作用去除的氮通常占原污水BOD 的 4%～5%。这说明同化合成细胞的去氮量少，单位处理设施效率低，处理成本高，因而污水系统中氮的去除主要依靠硝化反硝化实现的。氨氮通过硝化作用转化为硝酸盐氮，在通过反硝化作用生成 N2。在整个生物脱氮过程中主要参与的细菌有三个类群，氨化细菌，进行有机化合物的脱氨基作用，生成氨氮；亚硝化和硝化细菌，将 NH3转化为 NO2-和 NO3-；反硝化细菌将 NO2-和 NO3-转化为 N2。在整个脱氮过程中，硝化反应是最为重要的。
2、生物除磷的生化机制
所谓生物除磷，是利用聚磷菌等一类微生物，在数量上超过其生理需求的从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内，形成高磷污泥，以排放剩余污泥的形式排出系统，达到从废水中除磷的效果。（1）生物除磷主要依靠一类统称为聚磷菌的微生物实现，该类微生物均属异样型细菌（2）在厌氧条件下，兼性聚磷菌将溶解性 BOD 转化为低分子发酵产物挥发性有机酸，生物聚磷菌则依靠聚磷的水解吸收产生的 VFAs 并以聚磷酸盐的形式储存，在这过程中释放磷酸盐和能量，形成 ADP。（3）在好氧条件下，聚磷菌以游离氧为电子受体，不断地氧化分解其体内储存的有机底物。并利用产生的能量，在透过膜的催化作用下，通过主动运输从外部环境过量摄取 H3PO4，摄入的 H3PO4一部分合成 ATP，其余的用于合成聚磷酸盐，好氧吸磷量大于厌氧释磷量，通过剩余污泥可实现磷的高效排出。（4）聚磷菌厌氧释磷的程度与基质类型关系很大，基质为甲酸、乙酸、丙酸等挥发性脂肪酸时，释磷迅速而彻底。而基质为非挥发性有机酸，释磷缓慢，且量较少。（5）一部分聚磷菌具有脱氮功能，在无游离氧的条件下，可利用硝酸盐进行呼吸，将其转化为 N2和 N2O，且大量吸入磷。因此厌氧段混入硝酸盐，一部分易降解碳源被反硝化利用，不利于厌氧释磷。聚磷菌通过厌氧、好氧环境的交替，实现磷的去除。研究人员认为厌氧期间聚磷菌的释磷水平越充分，对于后续的好氧过量吸磷能力也就越强；反过来，好氧磷的摄取越好越彻底，聚磷量越大，相应的对于在厌氧期间磷的有效释放也就越有保证。
三、脱氮除磷工艺
生物脱氮首先是通过一些化能自养的微生物进行硝化反应，将废水中的氨氮在亚硝化细菌作用氧化成亚硝酸氮，再通过硝化细菌进一步转化为硝酸氮，然后经过反硝化过程，将硝酸盐氮和亚硝酸氮在某些兼性异养型微生物作用下还原为氮气，实现氮的去除同时去除 COD 的目的；生物除磷则是利用通过特定环境培养的嗜磷细菌，通过厌氧和好氧环境的交替实现磷的大量聚集，并以剩余污泥的形式从系统排出磷，达到除磷的目的。正是基于这些基本原理，研究人员开发了一些列生物脱氮除磷工艺。
1、厌氧、缺氧、好氧组合工艺
根据处理的要求和废水的水质情况，在 A/O 或 A2/O 工艺的基础上稍加变化，又开发出很多新的脱氮除磷工艺，如Bardenpho工艺、UCT 工艺。这些工艺或通过增加缺氧、好氧反应器的级数来强化处理效果，或通过改变混合液的回流方式或系统的进水方式，采用两股混合液回流，在传统的好氧池混合液回流的基础上，增加了由缺氧池至厌氧池的混合液回流，由于缺氧池中的反硝化作用已大大降低了池内 N 的浓度，这样就可以避免缺氧池回流液携带的-N 浓度过高而破坏厌氧池的厌氧状态，影响除磷效果。
2、Phostrip 工艺
由于脱氮和除磷的工艺要求不同，脱氮需要低负荷、长泥龄，而除磷则正好相反，因此，为了克服在同一体系脱氮除磷的矛盾，出现了一些旁流除磷工艺，Phostrip 工艺就是此类工艺的典型一例。Phostrip 工艺将生物和化学除磷结合起来，一部分回流污泥被分流到专门的除磷池进行磷的释放，含磷的上清液再通过石灰混凝沉淀处理，大部分磷以磷酸钙的形式沉淀去除，出水总磷浓度低于1mg/L，由于旁流除磷，所以工艺耐冲击负荷，缺点是工艺流程复杂，运行管理不便。
3、SBR工艺
SBR工艺是在同一反应器完成脱氮除磷的工艺。它是通过对进水、曝气时间、反应器内溶解氧浓度等运行参数的合理控制，在时间序列上实现厌氧/缺氧/好氧的组合，在控制良好的情况下，N、P 的去除率可以达到 90%以上，与其他工艺相比，SBR 工艺的处理构筑物少，处理过程大为简化，该工艺对水质、水量的变化具有一定的适应性，不宜产生污泥膨胀。CAST 就是应用较广的一种。CAST 即循环式活性污泥法，它最显著的特点是在反应器的前端有一生物选择器，生物选择器是一个容积较小的污水、污泥接触区，它的设计要严格遵循活性污泥种群组成动力学的有关规律，创造合适的微生物生长条件，以及在高污泥絮体负荷条件下有利于磷释放的环境。设计合理的生物选择器可以有效地抑制丝状性细菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的稳定性。进水与 20%由主反应区回流的活性污泥在生物选择器内混合接触，这样，污泥循环经过高有机负荷的选择器，低负荷的反应器，容易形成小颗粒絮凝性的污泥，这种污泥由于表面积较大，所以可以吸附大量的有机质，同时也增大了絮体的密实度；另一方面，反应区通过合适的供氧，在微生物絮体的表面到内部可以形成由好氧到缺氧，溶解氧呈梯度降低的环境，这样，硝化、反硝化过程就可以籍助生物絮体，在絮体的表面和内部同时发生。CAST 运行控制简单，整个过程只有曝气、沉淀两阶段，却能达到深度脱氮除磷的效果。由于形成了凝聚性污泥，所以耐冲击负荷能力强，对一些工业污水比例较大的城市污水，处理效果仍良好。
4、膜-活性污泥法组合工艺
清华大学对生活污水的深度处理技术作了许多研究，将微生物的生物降解和膜的高效分离作用结合起来，利用膜-活性污泥法组合工艺处理生活污水，研究了无机膜、超滤膜和错流式膜-生物反应器的运行情况及其水力学、生物动力学等特性，这些组合反应器，不仅占地面积小，而且处理水质好，对生活污水的 TP、COD 和 NH4+-N 的去除率可分别达到 95%、96%、93%以上。如果膜的清洗再生更为简化，工艺运行费用有望降低，该工艺对干旱地区的污水处理再回用，将有广阔的前景。
参考文献：
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篇8
关键词：膜生物反应器；组合工艺； 脱氮除磷
中图分类号：
X52文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）08004604
1 引言
随着国家工业、农业、新兴产业的不断发展，含有高浓度氮磷物质的污废水排放入江河湖海时，会污染水体，同时使藻类等植物大量繁殖，导致水体水质恶化，出现水体的富营养化。富营养化的水体含有大量的磷酸盐、硝酸盐以及亚硝酸盐，长期饮用将严重危害人类健康。因此，对城市污水进行脱氮除磷处理成为目前污水处理的一个研究热点。实践经验表明，生物脱氮除磷工艺是解决水体富营养化问题的有效方法，正在广泛应用于各种污水处理工艺之中[1]。
2 MBR脱氮除磷能力分析
膜生物反应器（Membrane bioreactor，MBR）是一种新型高效的污水处理技术，将传统生物处理工艺与膜分离技术有机结合起来。与传统生物处理技术相比，MBR具有出水水质好、抗冲击能力强、操作管理简单、占地面积小、水力停留时间与污泥停留时间分离等优点，因此日益受到污水处理行业的关注。MBR主要通过膜的物理截留作用，使硝化菌富集在好氧池内，延长污泥泥龄，满足硝化菌的生长繁殖需要，减少了硝化菌的流失，从而满足了脱氮的条件。研究结果表明，在MBR中存在反硝化脱氮除磷菌，在脱氮的同时也能有效地去除磷[2]。
MBR脱氮除磷工艺主要分为单一形式的MBR工艺和组合形式的MBR工艺两大类。单一形式的MBR工艺出水水质很难达到越来越严格的氮、磷排放要求。组合形式的MBR工艺是目前应用比较普遍、发展前景良好的脱氮除磷工艺[3]。
3 MBR脱氮除磷组合工艺
将膜分离技术与传统的生物脱氮除磷工艺相结合可以强化其脱氮除磷的效果。目前，开发及应用于工程实践的生物脱氮除磷工艺有多种，如A2O工艺、倒置A2O工艺、UCT及其改良工艺、Bardenpho工艺、前置缺氧池的A2O工艺等。这些工艺都属于传统的组合工艺，且都具有脱氮除磷的功能。一方面能够满足去除污水中有机物的要求；另一方面又能脱氮除磷，在聚磷菌除磷的同时，经过硝化细菌的硝化、反硝化作用达到脱氮的目的。脱氮除磷工艺均包含着厌氧、缺氧、好氧3种状态的交替。膜分离技术可以与这些生物脱氮除磷工艺相结合，形成MBR脱氮除磷组合工艺。下面介绍几种具有代表性的MBR脱氮除磷组合工艺[4]。
3.1 A/O-MBR工艺
A/O-MBR脱氮除磷工艺和传统的A/O工艺相类似，在好氧池前面增加一个缺氧池，膜组件浸没在好氧池中。反硝化和微生物释磷过程在缺氧段中进行，有机物的氧化、氮的硝化和微生物吸磷过程在好氧段进行，膜主要是代替重力沉淀池进行固液分离（图1）。
在此工艺中，膜的分离过程对同步硝化反硝化及除磷过程起到强化作用。膜的物理截留作用可使MBR的污泥停留时间和水力停留时间分开，并且可以保持反应器中较高的污泥浓度，一般可以达到8～12g/L，这在一定程度上解决了传统脱氮除磷工艺中硝化菌和聚磷菌对污泥停留时间的竞争问题。即在MBR脱氮除磷工艺中可以在不影响聚磷效果的同时，尽量延长污泥停留时间，给硝化菌带来适宜的生长条件，使得反应器中硝化菌大量积累。并且此工艺采用好氧出水，可以很好的避免磷的二次释放，保证出水磷稳定在一个较低水平。
饶正凯[5]采用A/O-MBR脱氮除磷工艺对生活污水进行小试试验，试验结果表明，间歇回流的运行方式下，系统的全程硝化率达到了99.4%，与连续回流的运行模式相比，TP的去除率明显提高，由57.98%上升到81.5%，出水由2.13 mg/L降到了0.98 mg/L；
李菲菲等人[6]使用A/O-MBR 工艺处理水量为1500 m3的污水，试验结果显示，当进水 COD、总氮、氨氮平均浓度分别为481.3 mg/L、75.1 mg/L和65.8 mg/L时，出水 COD、总氮、氨氮平均浓度分别为 16.5 mg/L、13.4 mg/L和 0.7 mg/L，平均去除率分别为 96.4%、81.9% 和 99.0%。在进行化学除磷的情况下，出水总磷的平均浓度为 0.8 mg/L，平均去除率 86.5%。出水水质优于《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002） 中的相应水质指标要求。
孙井梅等人[7]设计了一整套A/O-MBR 脱氮除磷工艺来处理天津地区高盐的市政污水，研究了这套工艺对氨氮、总氮和总磷的去除效果。实验结果显示工艺对氨氮、总氮和总磷的去除效率分别是95%、50%～70%和60%～80%。实验对总磷的去除效率已超过传统的生物除磷。
3.2 A2/O-MBR工艺
A2/O-MBR工艺包括厌氧池、缺氧池、好氧池与膜池。厌氧、缺氧和好氧的组合有利于不同微生物菌群的生长，能同时去除有机物、氮磷等污染物，工艺流程简单（图2）。
张捍民等人[8]采用A2/O-MBR 工艺，对模拟生活废水的脱氮除磷效果进行了研究。试验结果显示：当N、P 负荷为0.14 kg/（m3d）和0.03 kg/（m3d）时，COD、N、P 去除率分别为90.5%、80.6%和67.7%；系统不必外投硝酸盐即可实现反硝化除磷，具有很强的反硝化脱氮除磷能力。
北方某城市[9]污水处理厂采用A2/O-MBR 工艺，当进水氨氮为20～60 mg/L，TP为2～8 mg/L，出水氨氮小于2 mg/L，TP小于0.5 mg/L，平均去除率分别为95%和87%。
3.3 倒置A2/O-MBR 工艺
倒置A2/O-MBR 工艺将缺氧池前置，工艺流程为缺氧-厌氧-好氧-膜生物反应器。该工艺充分利用水中碳源，首先进行反硝化作用，保证了系统的脱氮效果。同时聚磷菌经厌氧释磷后，直接进入好氧段，充分发挥了聚磷菌在厌氧状态下形成的吸磷动力，提高了系统的除磷效果（图3）。
王盈盈等人[10]采用倒置A2/O-MBR 工艺，对北方某污水处理厂的合流制城镇生活污水进行脱氮除磷试验研究。试验结果表明，该工艺具有同步脱氮除磷的作用，由于其膜的高效截留作用，较常规工艺去除效果更佳。该工艺对COD、NH3-N、SS去除效果较好，出水质量浓度可以达到低于50 mg/L、1 mg/L、10 mg/L。
3.4 A（2A）/O-MBR工艺
A（2A）/O-MBR工艺是两段缺氧A2/O工艺与MBR工艺的组合。其中 MBR 反应池是处理工艺的核心，设置有厌氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、好氧池和膜池共 5 个处理单元[11]。两段缺氧区使水中碳源得到充分利用，实现完全反硝化，大大提高了污水的生物脱氮效率，同时节省了外加碳源，节约运行费用（图4）。
蒋岚岚等人[11]对太湖流域某城市污水处理厂采用的 A（2A）O-MBR 组合工艺的运行情况进行分析，监测结果显示，出水COD、NH3-N、TN 和 TP 去除率分别为 91.9%、98.1%、64.5%和 95.8%，出水水质稳定达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）中的一级A排放标准，并具有较强的耐冲击负荷能力。
3.5 SBR-MBR工艺
SBR-MBR工艺是将序批式反应器（SBR）与MBR相结合形成的SBMBR。与SBR相比，由于膜组件物理截留作用，给硝化细菌及亚硝化细菌创造了良好的繁殖条件，系统污泥的生物活性高，吸附和降解有机物的能力强，同时在反应阶段利用膜分离排水，可以减少传统SBR的循环时间。与单一的MBR工艺相比，SBR式的工作方式创造了缺氧好氧的交替运行状态，为除磷菌的生长创造了条件，同时也满足了脱氮的需要，使得单一反应器内实现同时高效去除氮、磷及有机物成为可能[12]。
周律等人[13]采用序批式移动床生物膜反应器（SBMBBR）处理模拟生活污水。试验结果表明：SBMBBR 在单位质量污泥的化学需用量（COD）负荷为0.8 g/（g・d），进水TN和TP的质量浓度分别为50 mg/L和8 mg/L的条件下，对总氮（TN）、总磷（TP）的去除效率分别为91.4 %、90.0 %，均高于同等条件下的SBR 系统，显示出良好的脱氮除磷效果。
3.6 UCT-MBR工艺
UCT脱氮除磷工艺是在A2O工艺的基础上，通过改进混合液的回流方式而得到的。UCT工艺将污泥回流位置由厌氧池变为缺氧池，从而降低了好氧区回流液对厌氧环境的冲击，增强了聚磷菌的释磷效果，同时增加了由缺氧池向厌氧池的回流液回流（图5）。
李亚峰等人[14]采用UTC 工艺的复合式MBR（HMBR）系统进行污水脱氮除磷试验研究。试验结果显示，在C/N=5～8、r=200%、R=300%、SRT=28 d的条件下，系统脱氮除磷效果最佳，TN 平均去除率79.17%，膜出水平均浓度11.78 mg/L；TP 平均去除率86.68%，膜出水平均浓度0.71 mg/L。
Noah I Galil[15]等采用UCT-MBR 进行中试试验，试验结果显示，污泥龄在16～29 d变化范围内，对出水水质的影响很小。出水COD的去除率基本稳定在95%左右，硝化率达100%，TN的去除率在89%～91%之间，出水TP也基本稳定在0.4 mg/L。
H Monclús[16]等采用UCT-MBR进行中试试验，试验结果显示：在水力停留时间保持在15.06 h，底物COD∶N∶P为100∶11∶0.8 时，磷的去除率在80%以上。
3.7 MUCT-MBR工艺
MUCT工艺，即改良的UCT工艺，在UCT工艺的基础上增设一个缺氧池，从而消除了回流硝酸盐对厌氧释磷过程的影响，提高了除磷效果。
张捍民等人[17]自行设计的双反应器MUCT-MBR简化了MUCT工艺，针对MUCT-MBR工艺脱氮除磷性能，尤其是反硝化除磷功能进行研究。结果表明，当进水C∶N∶P比在28.5∶5.1∶1～28.5∶7.2∶1范围内时，整个实验过程中COD、TN和TP平均去除率分别达到90%、81.6%、75.2%；系统运行至第58 d时，系统中反硝化除磷菌（DPAOs）所占比例达84.2%，反硝化除磷占系统总磷去除的67.07%。
4 MBR组合工艺脱氮除磷的发展趋势
MBR工艺在污水需要回用和占地有限制的场合具有独到的优势。尤其是随着地下污水处理厂的发展建设，使得MBR工艺在一些特殊的情况下成为首选的工艺方案。但与传统的生物脱氮除磷工艺相比，MBR组合工艺脱氮除磷的研究还不是很成熟，缺乏工程运行经验，很多研究成果还只停留在实验室阶段。因此将来研究的重点主要体现在以下几方面。
（1）开发好氧和缺氧状态交替运行的MBR工艺，充分发挥生物脱氮除磷功能将是未来MBR工艺的发展方向。
（2） 充分利用水中难生物降解有机物，提高生物脱氮效率，开发新型的MBR组合工艺也是未来的研究重点。
随着城市的发展，城市污水中工业废水水量的比例不断增加，使得水中易降解有机物含量降低，有机碳源不足而导致脱氮除磷效率低。如果将难生物降解有机物转化为易生物降解碳源用于脱氮系统，则可大大提高污水的生物脱氮效率，同时还可节省部分运行费用。因此开发新型MBR 组合工艺，充分利用水中难生物降解有机物以提高脱氮除磷效率并降低运行费用具有重要的实用价值。
（3） 膜污染问题制约着MBR的大规模应用，能否有效控制膜通量的衰减是保证MBR长期稳定运行的关键。目前，最常用的缓解膜污染问题的方法是向膜池中投加絮凝剂以及增加膜池的曝气量，但同时这也增加了处理成本。
研究发现，胞外聚合物（EPS）和溶解性微生物代谢产物（SMP）是造成不可逆膜污染的主要污染物。通过投加新型吸附材料，吸附EPS和SMP，延缓膜污染将是未来的研究方向。同时，改变膜表面特性，开发新型耐污染膜材料也是目前作为延缓膜污染的主流方式[18]。
参考文献：
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篇9
3.5溶解氧
溶解氧对生物除磷过程的影响分为厌氧区和好氧区。在厌氧区，富磷细菌具有良好的生长条件、磷释放能力和PHB合成能力，所以必须严格控制厌氧条件。一方面，DO充当最终的电子受体，抑制了产氧细菌的酸产生，从而阻碍了磷的释放。另一方面，DO消耗每克氧气迅速分解的有机物。每克氧消耗2mg的COD，导致容易被微生物降解的COD不足，从而影响厌氧磷的释放。在好氧区，需要足够的DO来支持聚磷菌分解PHB，并且必须获得足够的能量来过量吸收磷，以增强除磷效果。通常，厌氧段的溶解氧应控制在0.2mg/L以下，好氧段的溶解氧应控制在2.0mg/L以下，否则，将促进细胞的内源性呼吸并禁用磷的释放[6]。
3.6泥龄
生物除磷系统中的除磷是通过排放富含磷的残留污泥来完成的，因此残留污泥的量决定了系统的除磷效率。泥龄越短，活性污泥每单位质量的磷含量越高，排出污泥的磷含量越高，除磷效率越高。因此，对于主要目的是除磷的污水处理来说，使用相对较短的泥龄通常是合适的，根据相关数据，最好将SRT控制在3.5-7d。
3.7污泥沉降性能
由于生物除磷系统中污泥的磷含量很高，当固液分离不好时，溢出的污泥会对除磷效率产生重大影响。造成泥浆逸出的一个重要因素是二级沉淀池中泥浆的局部脱氮，并且二级沉淀池中积聚的污泥花费的时间太长，无法消耗DO。反硝化细菌使用NO3进行反硝化并生成N2气体和N2O气体，它在水中的溶解度非常低，并以小气泡的形式附着在污泥絮凝物上漂浮，并随水溢出[7]。污泥沉降性能差会导致二级沉降池中的固液分离不良，许多数据表明，厌氧和好氧循环脱磷系统可以避免由丝状微生物过度生长引起的污泥膨胀，但在某些情况下，污泥长仍保留在厌氧区，会诱导丝状真菌的生长。
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关键词：混凝法，污水厂，除磷 ， 投药量，实验研究
Abstract: the article mainly aimed at the coagulation method and treatment of wastewater treatment plant of the experiment, the water phosphorus discussion and research, in experiments choose three common coagulants Al2 (SO4) 3, polymerization (PAC) and aluminium FeCl3 between urban sewage treatment plants in the water in phosphorus paper expounds the general situation, from improving sewage treatment technology level and improve the city life request.
Keywords: coagulation method, sewage treatment plant, phosphorus removal, drug dosage, experimental research
中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A文章编号：
磷是国家对污水厂节能减排核查主要项目之一；关系污水厂是否达标排放主要项目之一；影响水体回用的主要污染物质之一。目前我国主要应用过滤、活性炭吸附、生物除磷及化学除磷等深度除磷工艺。 混凝沉淀除磷技术多用于处理含磷浓度较高的污水。但目前国内对含磷浓度较低的城市污水处理厂出水混凝实验研究还比较少。本文主要对混凝法处理污水厂出水中磷的实验部分进行了分析。
1 实验方法与材料
1.1水质来源
二沉池出水采用我厂一、二期二沉池出水，pH为7.26, 总磷浓度为0.94mg/L，SS为 8.0mg/L。
1.2 仪器和实验方法
实验采用的仪器有：HACHDR5000分光光度计，MODEL6010便携式微电脑型pH计，SC656 实验搅拌器。
聚合氯化铝为工业级(PAC纯度以Al2O3计，为30%)，FeCl3、Al2(SO4)3、钼酸铵、抗坏血酸、过硫酸钾、酒石酸锑氧钾均为分析纯试剂。水中的总磷采用过硫酸钾消解——钼锑抗分光光度法进行测定。
1.3 实验方法
取200mL二沉池出水于500mL 烧杯中，加入混凝剂，先以300r/min快速搅拌30s，再以 200r/min中速搅拌3min，最后以100r/min慢速搅拌5min，静置0.5h后取上清液，测定其总磷浓度。
实验过程中分别测定三种不同药剂Al2(SO4)3、PAC和FeCl3在不同投加量和pH值条件下的混凝除磷效果，实验在室温为 22～24℃下进行。处理出水以达到地表水环境质量标准 (GB3838-2002)Ⅲ类水质标准，即总磷浓度≤0.2mg/L为实验目标。
2 结果与讨论
2.1 最佳投药量实验结果
本实验选用三种混凝剂Al2(SO4)3、PAC和FeCl3，测得原水pH值为7.26，总磷浓度为 0.94mg/L，投药量为 10、20、30、40、50、60、70mg/L时，混凝沉淀后上清液总磷浓度见表1。
表1 不同投药量下三种混凝剂除磷效果比较 (mg/L)
通过以上分析，三种混凝剂除磷效果如下：
（1）Al2(SO4)3投药量从10mg/L增加到50mg/L时，总磷浓度由0.72mg/L降低到0.12mg/L，去除率由23.24%升高到87.30%。这主要是由于带有与磷酸根离子电性相反电荷的化学物质吸附在磷酸根离子表面，造成其表面电荷减少，从而通过吸附电中和作用和压缩双电层作用使磷酸根离子脱稳，粒子之间相互凝聚沉淀得以去除。当投药量继续增加到 60mg/L时，去除率降低到62.77%，这是由于随着投药量进一步增加，磷酸根离子表面覆盖的粒子过多从而引起电荷改变符号，使磷酸根离子再度趋于稳态，即再稳现象，从而使去除率降低。当投药量继续增加到70mg/L时，出水中总磷浓度为0.13mg/L，去除率升高为86.17%，这主要是由于投药量剂量过高，使水中的Ca2+、Mg2+、Al3+、OH-等离子形成CaCO3、Mg(OH)2、Al(OH)3等沉淀，沉淀在下降过程中将磷酸根离子以网捕或卷扫的形式去除。
（2）PAC投药量从10mg/L增加到30mg/L时，总磷浓度由0.57mg/L降低到0.03mg/L，去除率由39.26%升高到 96.81%，同样是由于吸附电中和作用和压缩双电层作用使磷酸根离子脱稳去除。在投药量继续增加至50mg/L时去除率有所降低为86.16%，此时总磷浓度为0.13mg/L，此时发生再稳现象使去除率恶化。随着投药量进一步，去除率再度升高，当投药量为70mg/L时，总磷浓度为0.05mg/L，去除率为 94.14%，这是由于投药量的增大出现网捕或卷扫作用使去除率再次升高。
（3）FeCl3投药量从10mg/L增加到70mg/L的过程中，混凝沉淀后出水总磷浓度逐渐降低，由0.44mg/L降低到0.04mg/L，去除率由53.35%升高到95.35%。这种混凝剂在投加过程中未出现再稳现象，其原因可能是这种混凝剂在剂量增大的过程中再稳界限不明显，加之投药剂量的跨度较大，从而造成再稳现象未在实验结果中显示出来。
以处理后出水中总磷浓度达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准(总磷浓度≤0.2mg/L)为实验目标，各混凝剂的最佳投药量为分别为Al2(SO4)3为40mg/L、PAC为30mg/L和FeCl3为50mg/L，在此最佳投药量条件下，出水中总磷浓度分别为0.2mg/L、 0.03mg/L和0.17mg/L，相应的去除率分别为78.72%、 96.81%和81.73%。
2.2 最佳pH值条件下除磷结果
在三种混凝剂最佳投药量条件下确定其最佳pH值，原水中总磷浓度为0.94mg/L，pH 为 7.29，各混凝剂的最佳投药量为分别是: Al2(SO4)3为40mg/L、PAC为30mg/L和FeCl3为 50mg/L，在此条件下，混凝沉淀出水上清液中总磷浓度实验结果见表2。
表2不同pH 值条件下混凝实验结果(mg/L)
（1）Al2(SO4)3取最佳投药量为40mg/L 时，随着pH值由2.31～2.71升高到6.92～7.05，去除率不断增大，到6.92～7.05范围时出现极大值，总磷浓度为0.18mg/L，去除率为80.85%，随着pH值的进一步增大，去除率降低，pH为10.02～10.07范围时，总磷浓度为0.36mg/L，去除率为61.70%。
（2）PAC 取最佳投药量为30mg/L时，随着pH值由2.31～2.71升高到6.92～7.05，去除率不断增大，在 6.92～7.05范围内出现极大值,总磷浓度为0.03mg/L，去除率为 96.81%，随着pH值的进一步增大，去除率逐渐降低，当pH为10.02～10.07时，总磷浓度为0.12mg/L， 去除率为86.73%。
（3）FeCl3取最佳投药量为 50mg/L时，随着 pH 值由2.31～2.71升高到7.99～8.08，去除率不断增大，到7.99～8.08 范围时出现极大值，总磷浓度为0.09mg/L，去除率为 90.02%，随着pH 值的进一步增大，去除率降低，pH值为 10.02～10.07 范围时，总磷浓度降低为0.20mg/L，去除率为 78.72%。
由以上结果得出，以总磷浓度≤0.2mg/L为实验目标：Al2(SO4)3最佳pH值范围为6.92～ 8.08，PAC的适宜的pH 值范围为5.92～10.07和FeCl3最佳 pH 值范围为6.92～10.07。
可以看出，三种混凝剂所适宜的pH值范围由大到小为：PAC>FeCl3>Al2(SO4)3。
3 结束语
综上所述，采用三种混凝剂Al2(SO4)3、PAC和FeCl3对城市污水处理厂二沉池出水进行混凝除磷实验研究，处理后出水中总磷浓度达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准，同时为类似的实验提供有利的参考价值。
参考文献
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