摘要：长沙某污水处理厂采用A／O生物除磷工艺，其除磷效果远没有达到我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级标准磷酸盐(P计)≤1.0mg／L的要求，通过投加混凝剂的化学沉淀法强化对磷的去除，明显提高了该工艺的除磷效果，可以使其出水总磷满足排放标准的要求，加药点位置选择在韧沉池出水口。此外，曝气池中各反位单元的溶解氧基本满足设计要求，并且确定了外回流比的调控范围为40％～60％。研究表明，新型聚合铝铁对总磷的去除率远大于三氯化铁，当投药量为55mg/L时，二沉池出水总磷稳定在0.8mg／L左右。
关键词：除磷，混凝剂，回流比，化学沉淀法
近年来，随着工农业的迅速发展以及城市化进程的加快，含有高浓度氮磷物质的生活污水和工业废水排入河流湖泊等水体，磷是水体富营养化的主要影响因素，因此，控制磷的浓度尤为重要。对污水进行脱氮除磷处理成为水处理的一个研究热点。
A／O 工艺流程较为简单，基建和运行费用均较低，具有同步脱氮除磷的功效，经过多年设计、运行实践及改良，该工艺处理城市污水已表现出具有技术先进、高效低能、投资省、运行稳定及出水水质好等优点，是一种较为成熟、应用较为广泛的污水处理工艺。但是随着越发严格的排放标准的实施，单独采用生物法很难使出水总磷达到我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级标准磷酸盐(P计)≤1.0mg／L.必须采用其他方法辅助除磷。
本研究主要目的是探讨该工艺的生物除磷机理，考察各种因素对长沙某污水处理厂除磷工艺的影响，初步探索化学辅助除磷工艺刘该水厂除磷效果的影响，为水厂进行工艺改造提供理论和实践的依据，并将新燃的聚合铝铁药剂应用于生产实践中。
1污水处理厂基本情况
实验直接在污水处理厂的构筑物上进行，其工艺流程如图1所示。
图1污水处理厂工艺流程图
该污水厂设计日处理量为15万t，工艺分为A、B2个系列，每个系列日处理量约为7.5万t,生物曝气池采用A／0工艺。
2A／O工艺的运行情况
以B系列为研究对象，监测其各段的含磷情况，每天取样l次．时间大约在9：00～l0：00之间。取样后立即进行实验，防止水样冈厌氧释磷而影响结果的准确性。
2．1溶解氧D0情况
溶解氧是反映曝气池运行情况的一个重要指标,该工艺设计要求溶解氧D0：厌氧段0.1～0.2mg／L，缺氧段0.5mg／L左右，好氧段2～3mg／L。通过每天的记录来看，溶解氧D0基本符合各段的设计要求。图2为曝气池工艺流程图。
图2生物曝气池工艺流程图
2.2外回流比的控制
外回流的污泥回到厌氧池，为了保持曝气池内足够的生物量，以用来分解氧化水中有机物。经过不断的摸索实践：该污水厂A／O工艺运行外回流比调控范围在40％～60％之间。
2．3各工艺段总磷情况
表1各工艺段总磷情况
如表l所示，好氧中段总磷量迅速降低，这说明好氧吸磷主要在前半段进行，聚磷菌吸收磷的速率很快，基本达到了整个好氧段的80％以上；中段以后聚磷菌继续吸收磷，但是速率明显减慢。由于该工艺设计进水总磷在4—6mg／L之间，实际进水总磷远大于这一设计要求，故出水总磷很难达排放标准的要求，二沉池出水总磷在3mg／L左右。因此，采用化学辅助除磷是相当必要的。
图3表明，生物处理出水中主要是正磷酸盐，大约占出水总磷80％以上。很多金属盐对应的磷酸盐是难溶性，所以可以利用这些金属盐的特性将磷去除。因此，采用化学辅助除磷是十分可行的。
图3B系列二沉池出水含磷情况
3化学辅助除磷
3.1加药点位置的选取
目前，国内外很多二级污水处理厂的曝气池内投入混凝剂，主要目的是帮助除磷，使原来设计具有氮磷脱除能力的污水厂的除磷功能更加有效。在荷兰，传统的污水处理厂能去除40％的磷，污水中其余的磷主要是通过化学协同沉淀法来去除。综上，采用化学协同沉淀法，加药点位置选择在初沉池出水口。
3.2混凝剂的筛选
3.2.1铁盐混凝剂
该运行初期选择投加氯化铁，因为很多实验表明其除磷效果较高，但使用不久后发现这种药剂的除磷效果并不是很理想，而且该药剂酸性和腐蚀性都很强。该药剂不但腐蚀了加药系统，对水的pH影响也较大，而且出水色度较高，感官性状也差。
3.2.2聚合铝铁混凝剂
铝和铁具有诸多相似的性质，Fe3+和Al3+均具有相同的电荷，较易水解，且水解时都能形成多元羟基络合物及聚合物，这类复合混凝剂兼有铝盐和铁盐的双重特性，具有反应速度快、形成絮体人、沉降快和过滤性强等优点。经过l个多月工艺的运行表明：该药剂腐蚀性和使用量分别低于氯化铁，除磷效果较好，既节省了一定的成本，又有效地解决了出水磷超标的问题。
3.2.3氯化铁和聚合铝铁除磷效果对比
以二沉池出水为原水样，总磷浓度为350mg／L，大于B系列二沉池平均出水总磷3.24mg/L。利用搅拌器进行混凝实验，取500mL水样于800mL烧杯中，先以300r／min搅拌0.5min，保证水样混合均匀，搅拌结束后投加混凝剂；再以200r／min搅拌lmin；然后以30r／min搅拌l0min；最后静置30min。取液面下2cm处一定量上清液干50mL具塞比色管中，加人4mL过硫酸钾溶液，用去离子水标定至50mL，将塞子塞紧，用纱布封好，在灭菌锅中消解30min(121℃)，冷却至室温，显色。
表2不同药剂除磷的效果对比
从表2可以看出．聚合铝铁对总磷的去除率明显高于三氯化铁。因此，该厂决定改用铝、铁浓度比为5：l的聚合铝铁作为除磷药剂。
3．3聚合铝铁辅助除磷效果
分析了B系列的跟踪检测和除磷实验数据后，投加聚合铝铁药剂．进入实际运行阶段。
图4投加药剂对B系列出水总磷的影响
从图4可以看出，随着投药量的增加，出水总磷呈阶梯式降低。实验从0d开始投加药剂，投药量为10mg／L．1～5d之内出水磷未能降低；5～l0d内，微生物已经对药剂有了较好的适应，所以出水总磷有所降低；10d时候，投药量增至20mg／L，总磷随时间推移很快降低并较稳定；l6d投药量增至40mg／L，总磷很快降至l4mg／L左右；23d投药量增至50mg／L，总磷基本降至lmg／L以下，但还偶有超标现象。为防止出水总磷达不到排放标准，所以继续增大投药量，最终投药量为55mg／L，使出水总磷基本稳定在0.8mg／L。工艺稳定后出水总磷的情况如图5所示。
4结论
(1)该厂生物法除磷很不稳定，除磷效率不高，约为60％左右，二沉池出水总磷为3mg／L，左右，远没有达到排放标准的要求；
(2)曝气池中溶解氧基本符合工艺设计要求，外回流比的调节范围在40％～60％；
(3)采用化学协同沉淀法，该工艺除磷效率明显提高，且出水总磷也较为稳定；投加聚台铝铁对磷的去除率高于三氯化铁，当投药量为55mg／L时，二沉池出水总磷基本稳定在0．8mg／L。
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