導語：如何才能寫好一篇污水除磷的處理方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：城市污水處理；問題；方法

1當前城市污水處理面臨的問題

1.1城市污水處理技術滯后

城市污水處理的基礎是污水處理技術。這種技術也是保證污水處理工作能夠順利進行的關鍵因素。我國在借鑒國外的污水處理技術的基礎上，發展出一條自己的污水處理技術。但是和國外的技術相比，我國的污水處理技術仍然比較落后。污水處理效率很低、并且影響污水處理的工作效率。

1.2城市污水處理廠過于集中

我國城市污水處理廠由于比較集中，因此，再生水的回收利用難度很大。并且，我國城市的那些老城區的排水系統大部分都是合流制系統。為了治理城市污水，就要將這些排水系統改造為分流制系統，或者建立一個污水截流系統，但是這在已經布滿各種管道的城市道路上布置再生水管線，難度很大。

1.3資金投入力度不夠

對于城市來說，城市的污水處理系統有著至關重要的作用。作為城市的重要基礎設施，城市污水處理系統對防止水污染以及提高城市水質量有著非常重要的影響。然而，受經濟水平的影響，我國在城市污水處理過程中的投入往往比較少，用來治理水污染的資金也非常緊張。因此，就不能夠建設一些大規模的城市污水處理系統治理水污染。我國的污水處理設備也同樣存在著問題。據不完全統計，我國現行的污水處理設備能夠正常運行的只有三分之一左右。而且污水處理廠的運轉率實際上只有二分之一左右。現階段，盡管我國政府對現有的污水處理工程逐漸重視起來，但是，這些遠遠不能滿足現階段的要求。

1.4管理水平低下

大部分工作人員的能力和水平與城市污水處理技術的復雜性相適應，這就會使得我國大多數已經建立好的城市污水處理廠不能夠進行正常工作，這樣將會嚴重的影響我國的城市污水處理工作。我國要求城市污水處理率不能低于60%，鑒于這個要求，我國許多城市污水處理廠就要加強城市污水處理管理方式，并對控制污水處理工作。

1.5設備磨損、老化

我國的污水處理設備大部分是從國外進口的，這些設備在經過幾年的運行之后，都會出現不同程度的磨損、老化現象。尤其是在保修期后的維修以及正常的大修問題。

2.我國城市污水處理的建議及措施

一直以來，我國的城市污水處理問題對我國的發展有著很重要的意義。針對上述的種種問題，采取了一系列的相關建議及措施。

2.1變廢水為資源

在以前，城市污水往往被當作“廢水”，對這些“廢水”的處理，往往只是利用簡單的排放方式來處理。隨著城市化的快速發展，水資源的浪費現象也越來越嚴重。因此，只有充分認識到水的循環原理，并能夠合理的運用水資源，才能促進水資源的有效的利用。因此，人們要轉變自身的用水觀念和污水觀念。提高水資源的利用率。最大程度的利用水資源，并提高城市污水的再生利用率。

2.2排水合理分區對城市污水的排水范圍的規劃，不僅要考慮規模，還要考慮其對污水再生利用的方便程度。同時，還要分析當地的地形、氣候等。城市污水處理廠要適度集中，對排水分區進行合理劃分。

2.3合理布局

對城市污水處理，要進行統籌規劃，并進行合理布局，并對城市污水處理廠的建設地址與方案進行合理規劃，以便促使城市污水處理工作的順利進行。2.4創新并優化污水處理工藝現階段，大部分的污水處理廠都是利用一級處理方式，出水并沒有進行消毒，這些已經無法適應現階段城市污水的回收再利用。所以，在城市的污水處理上，要從實際情況出發，通過各種分離技術、氧化技術以及消毒技術等的應用，以期改善城市的污水處理水平，提高水資源的重復利用率。

2.5加強政府的監管與考核政府的監管與考核

對城市污水處理工作有著非常重要的意義，但是政府在監管力度和體系上面仍存在著一些問題。同時，政府的監管手段還十分落后，監管工作一般都是采用臨時抽查的模式，這樣往往就會使得監管力度不夠。所以，政府要建立一整套的監管體系，全方位地展開監管工作，提高監管人員的監管水平與監管素質，并對城市污水處理廠進行全天的監管。同時，在監管過程中，要重視質量，提高城市污水處理效率。

2.6加速建設污泥處理處置與利用設施

污泥含有病原體、重金屬和持久性有機物等有毒有害物質，未經有效處理處置，極易對地下水、土壤等造成二次污染，直接威脅環境安全和公眾健康，使污水處理設施的環境效益大大降低。因此，加速污泥處理處置與利用設施的建設勢在必行。關于污泥處理處置的技術路線，目前雖有爭論，但經厭氧消化或好氧發酵后進行規范化土地利用已經成為主流方向，這也與國際經驗一致。例如，北美地區雖然土地資源充足，但衛生填埋總體較少，污泥處理處置的技術路線一直是農用為主，且為污泥農用做了大量安全性評價工作。目前，美國16000座污水處理廠年產710萬噸污泥（干重）中約60%經厭氧消化或好氧發酵處理成生物固體用做農田肥料，另外有17%填埋，20%焚燒，3%用于礦山恢復的覆蓋。歐美國家目前比較明確地將土地利用作為污泥處置的主要方式和鼓勵方向。污泥的厭氧消化或好氧發酵為污泥的土地利用尤其是農用提供了較好的基礎。

3分散式生態處理技術的應用

隨著環保技術的不斷提高，以及人們對生活污水處理認識的不斷提高，相關研究人員針對城市生活污水排放特點，創新性地提出了分散式生態處理技術，以不同的處理方法清除、降解污水中的污染物，以達到凈化的目的。

我國城市生活污水處理技術已經得到了很好的發展，并且還在不斷地改進與創新之中。當前，城市生活污水處理過程中主要包括以下幾種分散式生態處理技術。（1）厭氧沼氣處理技術：這是應用范圍較廣，應用效果較好的分散式處理技術之一，它主要的特點是建立生活污水凈化沼氣池，將生活污水收集到一起，采用二級厭氧消化加后處理措施，將不同通道的污水進行合流制處理與分流制處理。這種處理技術的關鍵是厭氧沼氣池裝置，這種裝置深埋地下，無動力要求，而且操作簡單，對生活污水的處理效果也很好；（2）土壤滲濾處理技術：這種技術是在操作人員有效控制下，有選擇地將生活污水排放到土壤中，通過土壤中的微生物作用，使污水中的污染物能夠被土壤以及植物過濾、吸附，將被滲濾之后的污水用于農田澆灌，使生活污水能得到回收利用。這種處理技術最大的優勢在于資金投入少、操作簡便，土壤吸收力強，污水處理效果較好，比較實用；（3）人工濕地處理技術：這種技術主要是利用微生物對污染物的降解作用，來達到凈化生活污水的目的。另外，人工濕地處理技術中還會根據實際情況應用到一些化學、物理處理技術，以提高生活污水處理效果。近幾年來，我國一些城市在發展經濟的同時，也在不斷建設人工濕地處理場，利用人工濕地處理技術的低成本、高效率的特點，長期處理城市生活污水；（4）蚯蚓生態濾池處理技術：這是一種新型的生態處理技術，利用蚯蚓與微生物對生活污水中污染物的分解、降解作用，建立蚯蚓生態濾池，以城市生活污水排放、化糞池初步處理、強化溝加強處理、沉淀池沉淀、蚯蚓生態濾池再次降解凈化的處理流程，有效處理生活污水，再將處理后的生活污水用于農田灌溉或者排入河流，以達到凈化生活污水、保護環境的目的。

3.結束語

總而言之，城市生活污水的處理關系到城市環境的保護，也關系到城市經濟的發展，因此，政府與環境保護部門必須加強聯系，針對城市生活污水的排放特點，全面思考城市生活污水應用分散式生態處理技術的相關問題，盡量做到降低成本花費、提高污水處理效果、操作維護簡單等。經過相關工作人員的不斷研究與實踐得出，分散式生態處理技術可以很好地結合城市社會環境與生態環境的特點，有效地處理生活污水，還城市居民一個良好的生活環境。

參考文獻：

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關鍵詞：中小城鎮；污水處理；脫氮除磷；SBR；CAST；氧化溝；BIOLAK

前言

當前在城鎮化快速發展過程中，城鎮污水排放中氮、磷含量不斷增加，這對環境帶來了較大的破壞。雖然排放標準越來越嚴格，但當前中小城鎮污水處理廠在污水處理中脫氮除磷的效果并不理想，因此需要選擇適宜中小城鎮污水處理廠應用的脫氮除磷工藝，有效的實現對污水的凈化，使污水達到國家標準的排放要求，實現對城鎮水體環境的有效保護。

1 生物脫氮除磷工藝概述

對于污水的氮、磷物質，可以利用生物工藝來清除，這種工藝是將除碳、脫氮及除磷等三種流程有效結合在一起。即通過利用細菌在有氧條件下將有機物分解為二氧化碳和水，在這個過程中，在氧和生物量充足的情況下除碳效果非常明顯。在污水排放標準中將氨氮、總氮和總磷作為氮和磷的控制指標。因此在實際生物除磷脫氮工藝中，首先，在對有機物和氮氨去除過程中需要應用生物硝工藝和延時曝氣。然后，需要運用生物硝化和反硝化工藝，在好氧反應池前設置缺氧段，這樣就能夠使好氧池中的硝酸鹽混合液實現回流，進入到缺氧段內，從而轉化為氮氣，實現對有機物和總氮的清除。在除磷過程中也需要運用硝化工藝，并將一個厭氧段增設在好氧反應池前，磷的釋放、磷的超量吸收、有機物氧化、有機氮和氨氮的硝化等都好氧段內實現。最后，通過在好氧反應池前增加一個厭氧段和缺氧段，采用完全的生物除磷脫氮工藝來去除有機物、總氮和總磷，從而實現除磷脫氮的目的。

2 中小城鎮污水處理廠脫氮除磷工藝

當前中小城鎮污水處理廠在對污水中的氮、磷進行處理過程中，對于所選擇的工藝，需要綜合考慮污水處理廠進水水質和出水水質要求、同時還要對工藝流程、占地、投資、消耗及運行管理等多方面進行考慮，從而選擇適宜的脫氮除磷工藝。在具體工藝選擇過程中，需要針對污水處理廠的實際情況，對各種工藝進行認真對比，從而選擇出與實際情況最符合的脫氮除磷工藝。但在實際脫氮和除磷過程中，脫氮與除磷過程中存在相互制約性，即在脫氮完全時，會破壞除磷所需的完全厭氧環境，從而使除磷效果受到影響。而在除磷過程中，需要通過排放污泥實現，即排放污泥量越多，除磷量也就越多，但生物硝化工藝則需要較長的泥齡，除磷時會影響到硝化，因此必然會對脫氮效果帶來不利影響。

生物脫氮除磷工藝具有較多種工藝方法，而且多數是以活性污染法為基礎而產生出來的，多數工藝都有效的結合了除碳、脫氮和除磷的流程，具有較好的脫氮除磷的效果。

2.1 SBR衍生工藝

在脫氮除磷過程中，可以引入SBR工藝，由于該工藝操作十分靈活，在具體應用過程中通過對其運行周期進行調整，并對各工序時間進行控制，從而完成脫氮除磷工作。但在具體應用時，常規SBR工藝受制于投資和占地面積，往往在中小城鎮污水廠中很難予以采用。但SBR衍生工藝兼具了常規工藝的優點和規避了其缺點，能夠更好的發揮脫氮除磷的重要作用。

在SBR衍生工藝中還包括許多種工藝方法，但其中部分工藝方法無法同時達到脫氮除磷的效果，部分工藝運行費用較高也無法在小城鎮污水處理廠中進行應用。在SBR衍生工藝中CAST工藝最適宜應用在小城鎮污水處理廠中。在CAST工藝中，預反應區設置在主反應區之前，這樣污泥從主反應區回流到預反應區內，并與進水有效混合，這樣能夠有效的利用活性污泥的快速吸附作用，而且能夠有效的去除掉溶解性物質，實現對難降解有機物進行水解。而且污泥中的磷在厭氧一半下能夠有效釋放。在預反應區內，可以對絲狀菌的大量繁殖起到有效的抑制作用，防范污泥膨現象發生。將CAST工藝在中小城鎮污水處理廠中進行應用，不僅具有較好的出水水質，而且具有較強的抗沖擊適應性，同時污泥活性較好，運行過程中能耗不高，投資具有較好的經濟性。

2.2 氧化溝工藝

在當前我國中小城鎮污水處理廠中，氧化溝工藝應用十分廣泛，在氧化溝工藝中，其具備三層溝渠結構，利用溝渠內的溶解氧量來確保具有較大的溶解氧梯度，從而構成厭氧-缺氧-好氧的環境，以此來達到良好的脫氮除磷的效果。但在實際氧化溝工藝應用過程中，通常需要與各中小城鎮污水處理廠的實際情況進行有效結合，對氧化溝工藝進行改良，可以將厭氧池和缺氧池增設在氧化溝主體結構之前，并與A2/O工藝有效結合，確保出水水質的質量。在改良后的氧化溝工藝中，曝氣設備主要以表曝裝置為主，這其中包括倒傘曝氣機和微孔曝氣頭，水體流動主要利用推動器或是攪拌機來實現，因此在實際應用中選擇哪種組合方式需要通過計算進行權衡。

2.3 合建式BIOLAK工藝

BIOLAK工藝是一種具有除磷脫氮功能的采用天然土池作反應池而發展起來的污水處理系統。該工藝采用鋪設有HDPE防滲膜的土池結構來避免地下水污染，采用懸掛曝氣鏈曝氣避免了穿孔安裝曝氣設備。合建式BIOLAK池前端的厭氧池和反應池中的波浪式曝氣所形成的環境使污水中的氮和磷高效去除。

在BIOLAK工藝中，其利用土池作為反應池，這有效的實現了投資的節約，而且通過利用曝氣鏈曝氣系統，提高了氧轉移的效率，實現了運行費用的降低，使處理效果更為理解。而且澄清池后穩定池內又進行二次曝氣，這也使出水水質得到了較好的保證。而且該工藝運行過程中，剩余污泥數量較少，同時其性質也更為穩定。而且在BIOLAK工藝中不需要水下固定件，更易于維修。可以說在中小城鎮污水處理廠中，BIOLAK工藝最為適宜。

3 結束語

在當前中小城鎮污水處理廠對污水處理過程中，對于選擇哪種脫氮除磷工藝則涉及到較多的因素。因此在實際工作中，需要設計人員要綜合多種情況、對各種因素比重進行權衡，并對重要工藝進行比較，因地制宜選擇最適宜的脫氮除磷處理工藝，從而達到較好的脫氮除磷效果，提高污水處理廠對污水處理的能力，確保所排放的污水與國家相關排放標準要求相符，實現對城鎮生態環境的有效保護。

參考文獻

[1]薛濤，董良飛，關晶，等.MBR強化脫氮除磷工藝處理城市污水的中試[J].水處理技術，2011，37（2）.

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關鍵詞：化學除磷；CAST工藝；聚合氯化鋁（PAC）；氯化鐵FeCl3；污水處理

2. 工程概況工藝流程

2.1 工程概況

湛江某處理廠位于廣東省湛江市湖光路以北、南出口路以南、百儒路以東、南柳東路以西四條公路范圍內，廠區西側北側為南柳河，廠區面積為250.282畝。某污水處理廠處理湛江市霞山區的生活污水及工業廢水，處理后出水向西排入南柳河。某污水處理廠采用了先進的具有良好脫氮除磷效果的CAST工藝（循環式活性污泥法），設計規模為20萬噸/日。一期10萬噸工程已于2008年7月通過省環保局驗收，一期滿負荷穩定運行。二期10萬噸于2010年5月通過省環保局驗收。出水標準：《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18912-2002）[5]一級B標準與廣東省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）一級標準較嚴者。

2.2工藝流程

圖1 湛江某水質凈化廠工藝流程圖

3.研究方法

3.1化學除磷原理

化學除磷原理通過投加化學藥劑與污水中的含磷化合物反應生成不溶性磷酸鹽沉淀，經泥水分離后磷以磷酸鹽沉淀物的形式與剩余污泥一起排出系統，從而達到除磷目的。

3.2化學除磷藥劑選擇

許多高價金屬離子藥劑投加到污水中后都會與污水中的溶解性磷離子結合生成難溶解性的化合物，但出于經濟原因考慮，用于磷沉析的金屬鹽藥劑主要是Fe3+鹽、Fe2+鹽和Al3+鹽，這些藥劑是以溶液和懸浮液狀態使用的。另外使用金屬鹽藥劑會給污水和污泥處理還會帶來益處，比如會降低污泥的污泥指數，有利于沼氣脫硫等[2]。綜合考慮，本實驗選擇硫酸亞鐵FeSO4?7H2O， 氯化鋁AlCl3 ，聚合氯化鋁[Al2（OH）nCl6-n?xH2O]m （PAC），氯化鐵FeCl3 四種常見的藥劑作為實驗對象，對其同步處磷效果和經濟效益性進行分析。

4實驗方法

取出水水質，用6個量杯分別加入2000ml原水，第一個量杯中不加入藥劑，作為空白，在剩余的5個量杯中分別投加同種依次增加量的藥劑，將六個量杯置于OBJ-4六聯同步電動攪拌器上進行混凝，以液面不產生旋渦的速度攪拌（約100r/min）15分鐘，然后靜止沉淀30min后，取液面下3-5cm處水樣，用鉬銻抗分光光度法檢測TP含量，5次相同的實驗為一組。然后用其他三種藥劑做同樣實驗。實驗原則為不改變原水PH，并盡量與本廠處理工藝單元條件一致。

4.1實驗儀器和試劑

儀器：OBJ-4六聯同步電動攪拌器，上海欣茂PC723可見分光光度計，高壓蒸汽滅菌鍋。

試劑：硫酸亞鐵FeSO4?7H2O， （FeSO4，固體含量》40%）

氯化鋁AlCl3 （AlCl3，鋁的質量分數》60%）

聚合氯化鋁[Al2（OH）nCl6-n?xH2O]m，縮寫：PAC 鋁質量分數》20%

氯化鐵FeCl3 （FeCl3，鐵的質量分數》66%）

4.2實驗水質

實驗原始數據：進水為湛江南柳河生活污水，出水為CAST池某一個單獨池的潷水階段出水。以下數據時間為2011年8月到9月之間，水樣四次重復混合以后得到的平均值。表1實驗水質

表1 實驗水質

4.3總磷測定方法 鉬酸銨分光光度法[3]

5結果分析與討論

5.1四種除磷藥劑的投加量及除磷效果分析

根據4實驗方法和4.3總磷分析方法，分別對四種藥劑的實驗投加量及除磷效果作如下圖2圖3分析 圖2 四種藥劑投加量處理總磷效果 圖3 四種藥劑處理總磷去除率效果

圖2 四種藥劑投加量處理總磷效果

圖3 四種藥劑處理總磷去除率效果

5.2四種藥劑的除磷效果討論

將硫酸亞鐵FeSO4?7H2O，氯化鋁AlCl3，聚合氯化鋁PAC與氯化鐵FeCl3 投加量處理總磷與去除率效果對比，結合圖2與圖3，避免藥劑會造成二次污染，通過統計得出，隨著藥劑投加量增加在一定程度范圍內除磷率提高，硫酸亞鐵FeSO4?7H2O投加量在1.40mg/L， 氯化鋁AlCl3投加量在1.76 mg/L，PAC投加量在1.65mg/L，氯化鐵FeCl3投加量在2.98 mg/L時，出水均可滿足國家《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準中對 TP

6結論

1. 除磷實驗表明藥劑投加量計算除磷效果[4]：FeCl3 > AlCl3 >PAC>FeSO4?7H2O，亞鐵鹽會使PH值減低，影響CAST工藝出水水質，使出水偏黃。FeCl3水解后生成氫氧化鐵沉淀，有極強凝聚力，對金屬管道有腐蝕，不建議采用，而且會帶來新的污染問題，影響出水色度。綜合所述，在出水TP

2. 在出水標準要求相近的情況下，化學藥劑的利用率與污水處理含磷量成正比例關系，污水含磷量越高化學藥劑利用率也越高；污水含磷量越低，化學藥劑利用率也越低。出水磷濃度越低，去除單位磷所需化學藥劑投加量就越大。

參考文獻

[1]《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002） 國家環境保護總局 國家質量監督檢驗檢疫總局 Discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant 2002.12.24

[2]徐國想，阮復昌 .鐵系和鋁系無機絮凝劑的性能分析[ J ] . 重慶環境科學， 2001， 23（ 3） ： 52- 55

[3] 國家環境保護總局水和廢水監測分析方法編委會.水和廢水監測分析方法（第四版）[M].北京：中國環境科學出版社，2002

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關鍵詞：化學除磷；藥劑； 污水處理

中圖分類號：U664文獻標識碼： A

當前污水除磷脫氮工藝中的除磷技術主要分為生物除磷和化學除磷兩大類。與化學法除磷相比。盡管生物法具有無需投加藥劑、運行費用省、污泥產量小的優點。但在實際運行過程中。生物除磷技術也存在著缺點――對廢水組分的過度依賴(主要取決于可獲得的有機碳化合物的數量和質量)；穩定性和靈活性較差：污泥處理工藝中存在磷的釋放造成二次污染，這導致了生物出水很難達到國家污水排放標準的要求。因此需要增加化學除磷。

1 化學除磷的反應機理

化學除磷的反應機理是在污水處理工藝中投加金屬鹽類等，除磷藥劑形成不可溶性的磷酸鹽或多聚磷酸鹽沉淀產物，然后再通過沉淀分離或過濾分離等方法從污水中去除磷酸鹽。藥劑投加后，首先，金屬離子與磷酸鹽快速結合會形成低溶解度、極細小晶狀體的磷酸鹽化合物；然后，在流速梯度或混合擴散過程作用下互相接觸生成大顆粒絮凝體；最后，絮凝體通過沉淀分離或過濾分離等方法將水體分開，得到凈化的廢水和化學污泥，從而實現化學除磷的目的。因此，化學除磷過程包括沉析、凝聚、絮凝以及固液分離四個步驟，其本質就是磷酸鹽從液相轉移到固相的過程。在這個過程中沉析和凝聚反應發生的非常快，被認為是同時發生的，凝聚時形成的主粒子，在絮凝過程中相互結合形成更大的粒子――絮體，以利于沉淀或者固液分離，由上述分析 可知，化學除磷效率與沉析和絮凝過程直接相關，沉析、凝聚與磷酸鹽化合物種類與化學除磷藥劑的種類及pH等因素有關，絮凝過程與除磷工藝形式有關，因此，要提高化學除磷效率必須從化學除磷藥劑的種類、反應環境的pH及除磷工藝等因素考慮。

2 化學除磷藥劑的種類

目前用于污水化學輔助除磷的藥劑主要可分為鋁鹽、鐵鹽、鈣鹽、改性硅藻土及復合絮凝劑等。

2.1鐵鹽除磷藥劑。鐵鹽除磷藥劑主要有硫酸亞鐵、氯化硫酸鐵、氯化鐵及聚合氯化鐵等。鐵鹽與鋁鹽除磷反應機理類似，之外還會發生強烈水解并同時發生各種聚合反應吸附水中的磷。Fe2+除磷效率與pH相關，但有關Fe2+除磷最佳pH存在爭議：有人認為 pH=8時，Fe2+除磷效果最好 ，但王文超等認為pH=7.5～8.5時不易生成沉淀，從而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要較高pH 值，而污水廠處理中pH值往往低于7.5，另外，在水中Fe 3(PO4 )2沒有FePO4穩定，這些都限制了二價鐵鹽在廢水除磷中的應用，實際過程中可利用好氧池曝氣的特點將Fe2+氧化成Fe3+來提高化學除磷效率。鐵鹽與磷酸鹽反應形成沉淀物相對于鋁鹽更加穩定，而具有沉降速度快的優點，因此實際應用比較多，但是具有出水濁度與色度高、對出水pH影響大、運輸和貯存麻煩、對設備腐蝕大等缺點，同時鐵也是刺激藻類生長和引發湖泊水華的一個重要因素，這些缺點限制其使用范圍。由于需要較高的pH，同時鈣鹽除磷藥劑還會引起池壁或渠、管壁上結垢及曝氣管堵塞等，因此鈣鹽除磷藥劑在城市污水處理廠中應用的比較少。磷酸氨鎂法是近幾年國際上非常流行的廢水除磷方法，但我國還未出現相關的報道。

2.2鋁鹽化學除磷藥劑。鋁鹽化學除磷藥劑主要有硫酸鋁、氯化鋁和聚合氯化鋁等。三價鋁鹽藥劑除磷的反應包括兩個反應過程：（1)三價鋁離子與污水中的磷酸根發生沉淀反應,生成沉淀化合物AlPO4；（2)三價鋁離子發生水解反應,生成具有較高的正電荷和較大的比表面積的單核羥基絡合物A1(OH)2+，A1(OH)21+ 和多核羥基絡合物 AI(OH)m(3n-m)+ (n>1，m≤3n)，然后，多核羥基絡合物之間發生范德華力、吸附架橋和網捕等作用獲得較好的沉淀效果，從而實現化學除磷。Al3+水解反應和金屬磷酸鹽的溶解性均受到pH的影響，同時金屬離子也會與OH―發生反應，從而與PO43+形成競爭反應不利于除磷，由此可見，鋁鹽化學除磷過程中控制合適的pH是非常重要的。鋁鹽除磷理想的pH=5.8～6.9。值得注意的是經用鋁鹽除磷藥劑處理后出水中的鋁含量大幅度增加，可能會造成排放水體中鋁鹽超標，引起微生物鋁中毒，因此需要控制投加量。

2.3復合新型除磷藥劑。復合新型除磷藥劑主要有聚氯化鋁鐵(FAFC)、聚氯化鋁(PAC)、聚氯化鐵(PFC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚亞鐵、聚氯硫酸鐵(PFCS)、聚合硫酸氯化鋁鐵(PAFCS)、聚合硫酸鋁鐵(PFAS)以及改性硅藻土等。這些新型除磷藥劑基本上都有良好的電荷中和與吸附架橋功能，凝聚性能良好，絮凝體生成迅速，密集度高且質量大，沉降性能優越，沉降的污泥脫水性能好，無二次污染，適用水體pH值范圍廣，具有較強的去除效果，而且藥劑生產工藝簡單，原料易得，生產成本低。其中PAFC在污水廠中應用的比較多，原因在于PAFC結合了鋁鹽和鐵鹽的雙重優點，化學反應速度快、形成絮體大且重、沉降快和過濾性好等優點。因此，PAFC既能克服鋁鹽絮體生成慢、絮體輕、沉降慢的不足，同時又能克服鐵鹽除磷的出水渾濁、色度高的缺點。改性硅藻土是最近新使用的化學除磷藥劑，其組成包括硅藻土、PAC和石灰等，其中的PAC和石灰可與PO43+反應生成A1PO4和Ca5 (PO4)3OH等沉淀物，同時硅藻土具有吸附、混凝、過濾、共沉等作用，能充分接觸并除去水中的PO43+。因此除磷效果較穩定，出水TP變化較小。

由上述的分析可知，復合新型除磷藥劑，如聚氯化鋁鐵結合傳統鐵鹽鋁鹽除磷藥劑的優點，適用范圍和條件較廣，除磷效果好，而且對污水處理系統中微生物影響較小，具有良好的發展前景。

結束語

隨著人們生活水平的不斷提高和工業生產的快速發展。大量含磷生活污水、工業廢水排入江河湖泊中，增加了水體營養物質的負荷，從而引起水體中藻類與水生植物異常繁殖，即水體的富營養化。研究表明。多數水體富營養化的限制因素是磷。因此控制水體中磷的濃度尤為重要。明確了城市污水處理中除磷的重要性和迫切性，而在普遍采用的生物除磷技術不能滿足出水磷的排放標準時可考慮采用化學除磷技術。

參考文獻：

[1]陳媛 A2/O工藝化學除磷優化實驗及應用[J]-環境 2010

[2]汪秀麗.中國城市污水處理與再生利用.《水利電力科技》，2005.

[3]蘇敬志.城市污水處理與再生利用的探討.《中國新技術新產品》，2010.

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關鍵詞：脫氮除磷；SBR工藝；A²/O工藝；立體循環一體化氧化溝；CAST 工藝

中圖分類號：U664文獻標識碼： A

1、引言

城市污水中的氮、磷主要來自城市生活污水，來自農業施肥（氮）和噴灑農藥（磷等），來自工業廢水。氮、磷的主要危害:氮和磷能夠使湖泊等緩流封閉或半封閉的水體產生富營養化，而水體富營養化已成為全球的重大環境問題。生物脫氮除磷作為解決水體富營養化的主要手段成為污水處理領域的重中之重。為了達到較好的脫氮除磷效果，環境工作者對一些傳統工藝進行了改進或設計出新工藝，本文簡單介紹一些脫氮除磷工藝。

2、生物脫氮除磷機理

2.1 脫氮機理

脫氮首先利用設施內好氧段，由亞硝化細菌和硝化細菌的硝化作用，將轉化為。再利用缺氧段經反硝化細菌將反硝化還原為氮(),溢出水面釋放到大氣，參與自然界物質循環。水中含氮物質大量減少，降低出水潛在危險性，從而達到從廢水中脫氮的目的。

2.2 除磷原理

在普通廢水生物處理過程中，微生物除碳的同時吸收磷元素用以合成細胞物質和合成ATP等，但只去除污水中約19%左右的磷。殘留在出水中的磷還相當高。故需用除磷工藝處理。所謂的除磷就是把水中溶解性磷轉化為顆粒性磷，達到磷水分離的效果。聚磷菌成為生物除磷過程中最重要的菌群，其是一種高能化合物，水解時能放出能量。在厭氧池中聚磷菌利用這些能量攝取有機物并釋放出水解產生的磷酸，造成厭氧池中磷濃度的升高，廢水中的有機物減少。到了好氧池，聚磷菌將體內積蓄的有機物通過好氧呼吸氧化分解合成ATP，用這部分能量進行菌體的增殖和聚磷酸的合成，在此過程中不斷完成磷的過度累積和最后的奢量吸收從而達到去除污水中磷的目的。反應方程式如下:

( 1) 聚磷菌攝取磷:ADP++能量ATP+

( 2) 聚磷菌的放磷:ATP+ADP++能量

3、生物脫氮除磷工藝

3.1 SBR工藝

SBR工藝由于操作靈活，脫氮除磷效果較好成為了新近發展起來的新型處理廢水的工藝，得到廣泛的應用。

a、脫氮是在適當條件下進行的，即含氮化合物利用氨化菌進行氨化，然后在硝化菌作用下進行硝化，最后利用反硝化菌進行反硝化，將、還原為釋放到大氣中。

b、除磷是利用聚磷菌能過量地從外部攝取磷并以聚合物形式貯藏于菌體內形成高磷污泥，從而通過定期除泥而去除磷。SBR工藝在去除有機物的同時，可以完成脫氮除磷。SBR工藝流程圖：

圖1SBR生物脫氮除磷工藝流程

3.2 A²/O工藝

傳統A²/O 法即厭氧缺氧好氧活性污泥法。污水經過三個不同功能分區的過程中,在不同微生物菌群作用下,使污水中的有機物、氮和磷得到去除。污水和從二沉池回流的活性污泥進入首段厭氧池，聚磷菌在厭氧條件下釋磷，同時轉化易降解COD、VFA為PHB，部分含氮有機物進行氨化。

在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作為碳源，將回流混合液帶入的大量、還原為釋放到大氣中,濃度降低，濃度降低，磷變化較小。

在好氧池中，混合液中的COD濃度已基本接近排放標準，主要進行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝態氮回流至缺氧反應區，污泥中過量吸收的磷通過剩余污泥排除。A²/O工藝可用于處理工業廢水比重較大城市污水,也較容易應用于生物法處理的老污水廠的改造。

A²/O工藝流程圖：

圖2生物脫氮除磷工藝流程

3.3 立體循環一體化氧化溝

氧化溝工藝是一種延時曝氣的活性污泥法，由于負荷很低，耐沖擊負荷強，出水水質較好，污泥產量少且穩定，構筑物少，特別是用于污水脫氮，氧化溝比其他生物脫氮工藝費用低、TN去除效率高。但是與活性污泥相比較氧化溝存在著占地面積過大的缺點，這使得在土地資源較緊張的地區受到局限。近幾年來，國內對各種類型氧化溝工藝的除磷脫氮效果、設計、充氧設備及運行控制等方面進行了大量的研究。對多種氧化溝都進行了一定的革新，成功研究出立體循環一體化氧化溝。其具有以下的優點：

（1）在循環過程中完成降解有機物和脫氮過程，與現有氧化溝相比，占地面積可減少50%。

（2）沉淀區和氧化溝合建，沉淀的污泥可自動回流到氧化溝內，節約投資和能源消耗。

（3）結構更加緊密，運行操作簡便。既保留氧化溝設備和運行操作簡單的優點，同時節約

了占地面積。

3.4CAST工藝

CAST工藝實際上是SBR工藝的一種變型，是可變容積活性污泥法過程和生物選擇器原理的有機集合，整個工藝為一間歇式反應器, 主反應器前端有一個生物選擇器, 主反應器中活性污泥進行著不斷重復曝氣和非曝氣過程，生物反應和泥水分離在同一池內完成，CAST方法是一種“充水和排水”活性污泥法系統, 廢水按一定的周期和階段得到處理。

4、結語

隨著污水處理事業的發展，已有多種污水處理工藝在我國污水處理廠中得到了應用，除以上幾種工藝的介紹，脫氮除磷工藝還包括AB法、MSBR工藝、OCO工藝等。隨著環境保護者對脫氮除磷工藝的不斷研究和探索，將來還會有更多新工藝的出現為生物脫氮除磷工藝指引方向。但是社會的可持續發展給污水脫氮除磷處理提出了越來越高的要求，污水處理已不僅限于滿足排放標準，更要考慮污水的資源化和能源化的問題。綜上所述，選擇一種好的城市污水處理工藝，無論是對國民經濟的發展還是對環境保護、資源再利用都有著不同尋常的意義，好的工藝具有工藝簡單、設備可靠、管理方便、投資省、占地少、效率高、運行成本低、污水處理能達標排放并可回用等優點。相信在不久的將來生物學及其技術的發展，能使生物脫氮除磷工藝得到更大的發展。

參考文獻

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[2] 周群英，王士芬環境工程微生物學［M］. 北京：高等教育出版社，2008.

[3] 張潔, 胡衛新, 張雁秋城市污水生物脫磷除氮工藝的新進展[B]. 中國期刊全文數據庫 ,2003.

[4] 蔣文，賈娜，張洪杰 生活污水生物脫氮除磷工藝 [J]. 科技創新導報，2003，20：106-108.

篇6

關鍵詞：高碑店污水處理廠 曝氣池 倒置型A2/O工藝 污泥

1　前言

為配合北京市關于污水處理后作為水資源再利用戰略方針的實施，高碑店污水處理廠一期工程進一步實施工藝技術改造，控制氮、磷的排放指標，使之適應于目前高碑店湖及第一熱電廠冷卻水使用要求。其工藝技術改造工程可分兩步。第一步滿足或優于高碑店湖目前湖水水質。第二步是隨著北京市工農業的發展及沿河污水排放控制的實施，高碑店湖水質將逐年好轉，直至達到國家四類水體水質標準，屆時高碑店污水處理廠實行第二步改造，使之滿足排入高碑店湖水四類水質的要求。

2　高碑店污水處理廠現況

高碑店污水處理廠是目前我國最大的污水處理廠，一期工程已于1993年10月24日竣工投產，一期工程處理能力50萬噸/日。二期工程投產運轉后，處理能力達100萬噸/日。高碑店污水處理廠污水系統流域面積96平方公里，服務人口240萬人，匯集北京市城區的大部分生活污水、東郊工業區、使館區和化工路的全部污水。

該污水處理廠采用前置缺氧段活性污泥法工藝，即在推流式曝氣池前端設置缺氧段，其目的是改善污泥性質，防止污泥膨脹。污水處理工藝流程如下圖所示：

目前高碑店污水處理廠一、二期工程的二級出水直接排入通惠河下游，除約5500萬噸/年用于農業灌溉外，剩余的每年超過2億噸處理出水還沒有得到利用。但隨著污水資源化工程的實施，一期工程47萬噸/日的處理出水將通過"水資源化再利用工程"的泵站輸送至高碑店湖及再利用管網，作為北京第一熱電廠、東郊工業區的循環冷卻水水源及其它市政雜用水，因此對高碑店污水處理廠的二級出水水質提出了更高的要求(二期工程的出水部分已作為華能熱電廠冷卻水補充水的水源)。

3　改造規模及處理程度

3.1改造規模

改造規模為50萬噸/日，即對高碑店污水處理廠一期工程(50萬噸/日)進行改造。

3.2處理程度

本改造工程的出水水質目標分兩步進行。

第一步：改造后，使高碑店污水處理廠二級處理出水水質優于目前第一熱電廠冷卻水取水水源－高碑店湖湖水水質。根據排水公司提供數據，其水質對比如下表。

第二步：隨著北京市污水管網的完善及沿河污水排放控制的實施，高碑店湖湖水水質將逐年好轉，直至達到國家四類水體的水質標準。屆時，將對高碑店污水處理廠出水進行進一步工藝改造，使50萬噸/日的出水滿足高碑店湖四類水體的水質標準。

本改造工程只進行第一步改造。

地點 項目 BOD(mg/l) COD(mg/l) 總磷(mg/l) 氨氮(mg/l) 高碑店湖 12.1 46.6 1.3 11.7 現況高碑店污水廠總進水 129 319 6.5 30.7 現況高碑店污水廠二級處理出水 11 47.2 4.5 27.2 改造后高碑店污水廠二級出水要求 10 40 1.5～1.0* 10 四類水體水質 6 30 0.2 TKN 2 注：* 如果進水磷濃度在5毫克/升左右，出水亦可達到1毫克/升左右

從上面水質對比表可以看出，現況高碑店污水處理廠二級出水水質與高碑店湖水質的主要差別是總磷，氨氮不是主要問題 (上表中二級出水氨氮27.2毫克/升，因運行鼓風量不夠，溶解氧較低，未達到硝化程度所致)，只要加大曝氣量，現有曝氣池的處理能力可達到70%左右硝化程度，出水氨氮滿足要求。

4　工藝方案

在確定本工藝方案過程中，吸取了國內外先進的除磷技術，并咨詢了美國加州大學伯克立分校的David Jenkins教授，最后確定了如下工藝改造方案。

4.1污水處理系統生物法除磷改造方案

一般來說，生物除磷只能去除60%～80%，對于高碑店污水處理廠只靠生物法使磷降至1毫克/升比較困難。要保證較高的穩定的除磷效果，又盡量降低運行成本，只有采用生物除磷與化學除磷相結合的方法。化學除磷是起輔助和把關作用。全部污水量化學法除磷，運行費較高，所以本工程暫只考慮生物法除磷。

4.1.1 將曝氣池改造為倒置型A2/O工藝

污水生物除磷技術的發展起源于生物超量除磷現象的發現。污水生物除磷就是利用活性污泥中聚磷菌的超量磷吸收現象，即微生物吸收的磷量超過微生物正常生長所需要的磷量，通過污水生物處理系統的設計改進或運行方式的改變，使細胞含磷量相當高的細菌群體能在處理系統的基質競爭中取得優勢。在污水生物除磷工藝流程中都包含厭氧段和好氧段，使進入剩余污泥的含磷量增大，處理出水的磷濃度明顯降低。

最基本的生物除磷工藝為厭氧－好氧活性污泥法(A/O法)，這種工藝是使污水和活性污泥混合后依次經過厭氧和好氧區。其原理是在厭氧區中，污泥中的細菌將儲藏在細胞內的聚磷酸鹽進行水解，釋放出正磷酸鹽和能量，這時厭氧區內污水的BOD5值降低，而磷含量升高。而在好氧區內除磷菌又利用有機物氧化的能量，大量吸收混合液中的磷，以聚磷酸鹽的形式儲藏于體內，水中的磷又轉移到污泥中，通過排除剩余污泥達到除磷的目的。同時在好氧區中有足夠的停留時間，使有機物進一步被氧化降解，氨氮在硝化細菌的作用下大部分轉化為硝酸鹽氮，一部分硝酸鹽氮隨處理后的出水流入水體，另一部分硝酸鹽氮通過污泥回流帶到缺氧區內，在缺氧區內首先將硝酸鹽氮去除后再進入厭氧區進行磷的釋放，同時可提供氧，因此既達到部分脫氮的目的。進而達到排放標準，保護接納水體，節省能耗。

本改造工程工藝方案的特點是：設置缺氧區、厭氧區和好氧區，濃縮酸化池(利用原濃縮池)上清液進入處理區，10%來水進入缺氧區，90%來水進入厭氧區。

由于污水中碳、氮、磷比普遍較低，為了避免厭氧區中污泥濃度降低、增加營養物質，以及避免回流硝酸鹽對生物除磷的不利影響，在厭氧區之前設缺氧區，10%原水進入缺氧區，90%原水進入厭氧區，初沉污泥經濃縮酸化池后，上清液排入進水泵房，與原水一同進入曝氣池。活性污泥利用約10%進水中的有機物、由濃縮酸化池而來的易降解的BOD5去除回流污泥中的硝態氮的氧，消除了硝態氮對后續厭氧區的不利影響，從而保證厭氧區的穩定物除磷效果。

原曝氣池1/12為厭氧區，其余為好氧。改造后將原池2/9改為缺氧區及厭氧區。其中缺氧區為30分鐘(按100%污泥回流量的實際停留時間計)，長度為17米。厭氧區為45分鐘(按100%污泥回流量的實際停留時間計。不計污泥回流的名義停留時間為1.5小時)，長度為47米。其中在厭氧區進水端分出一實際停留時間為15分鐘(按100%污泥回流計)的強化吸附區，長度為15米。其余仍為好氧區(名義停留時間為7.25小時)。見下圖(單位為毫米)：

4.2 污泥處理系統改造方案

4.2.1 剩余污泥進行機械濃縮

在污水生物除磷工藝中，為防止使吸附在剩余污泥中的磷通過污泥處理上清液重新返回到污水中去，污泥系統要進行改造。原流程為剩余污泥泵將剩余污泥提升至初沉池，與初沉污泥共沉，其混合污泥再進污泥濃縮池，濃縮后，消化、脫水。因濃縮池停留時間過長，處于厭氧狀態，磷又被釋放出來，回到污水處理系統中，達不到除磷目的。所以，必須對原污泥系統進行改造。

該方案是將剩余污泥與初沉污泥分別處理，初沉污泥仍進現有濃縮池，并將濃縮池改造，使之做為濃縮酸化池，將其產生的易生物降解的BOD投加到曝氣池，增加碳源，有利于磷的去除和反硝化的進行。剩余污泥則單獨進行機械濃縮。由于濃縮時間短，此時磷不會從污泥中釋放出來，而達到除磷目的，這就需要另建一座污泥濃縮機房。

4.2.2 消化池上清液、脫水機濾液處理方案

剩余污泥(含水率約99.5%)采用機械濃縮，污泥體積均約為1000噸/日（含水率約94%）。為充分利用原有消化池，并達到污泥穩定和資源化目的，故將機械濃縮后剩余污泥與經過濃縮池重力濃縮的初沉污泥一起送入消化池及脫水機房消化和脫水。由于厭氧狀態下，污泥中的磷還會釋放出來，必須采取相應的處理措施。該污泥經過消化、脫水后，大約有800噸/日的污水排出。如果包括初沉池污泥進入消化池消化、脫水后排出的污水約為1800噸/日。再加上脫水機濾帶沖洗水量，總計大約3000噸/日的含磷污液排出。該部分含磷廢水如再返回污水處理系統，將會增加進水中磷的濃度，達不到預期除磷效果。為此決定將消化池上清液、脫水機濾液進行化學法除磷。通過鐵鹽和石灰法比較后，采用石灰法。

石灰法化學除磷所需石灰量與磷的含量關系不大，而只與污水的堿度有關，因為羥基磷灰石的溶解度隨PH的增加而迅速降低。所以，隨PH的增加而促進磷酸鹽的去除。PH>9.5時，全部磷酸鹽均能轉化為非溶解性磷酸鹽。

初步按投加4000毫克/升的生石灰(Ca(OH)2)計，每天需投加石灰12噸左右。投加石灰的的主要設備有石灰貯存罐、石灰投料器、石灰消解器、石灰漿貯存池及攪拌設備、除塵設備，機械攪拌加速澄清池及攪拌設備，助沉劑貯存及投料設備，中和沉淀池及刮渣設備，石灰、石灰渣的輸送及運輸設備等。由于水中PH值>9.5，所以還必須再碳酸化。本工藝利用已有沼氣發電機排放的煙道氣中的二氧化碳進行中和。石灰法除磷效果較好，并能有效地同時去除COD及重金屬。但是由于石灰的腐蝕性很強，所以需加強對設備的管理、維修及維護。

除磷后富磷污泥經處置后可作為復合肥料，達到污泥再利用及資源化目的，除磷后出水水質良好亦可回用。

4.3 改造工程工藝方案

綜上所述，改造生物除磷工藝方案：曝氣池將原池改造為倒置型A2/O工藝。污泥工藝增加剩余污泥機械濃縮；原有濃縮池改為濃縮酸化池；濃縮酸化池上清液做返回曝氣池；消化池上清液和脫水機濾液及沖洗水收集后采用石灰法化學除磷。

5　工程設計主要參數

5.1 曝氣池改造為倒置型A2/O工藝

（1）2/9改為缺氧區及厭氧區。缺氧區及厭氧區水力停留時間分別為30分鐘和90分鐘，總停留時間2小時。其中厭氧區進水端設置停留時間為15分鐘的強化吸附區，后續好氧區水力停留時間為7.25小時。

（2）增設水下推流器36臺。

（3）增設中隔墻36道。

（4）更換曝氣頭。

（5）10%原水入缺氧區，90%原水入厭氧區。

5.2 更換鼓風機

現有8臺鼓風機，只有2臺能正常工作。曝氣池需氧量按碳化、硝化計，需5臺鼓風機，(其中1臺備用)。所以，需增加風量為600立方米/分鐘、風壓為7000毫米水柱的離心鼓風機3臺。

5.3 剩余污泥機械濃縮方案設計

5.3.1 更換剩余污泥泵

（1）剩余污泥量：干泥量為64.8噸/日，污泥濃度5克/升，折合為含水率為99.5%時，污泥量為1.3萬噸/日。

（2）現有6臺剩余污泥泵(在現況回流污泥泵房內)，因原設計為連續工作，為配合濃縮機房，改造為14小時工作制，不能滿足要求，須更換：故選用6臺潛水泵(4用2備)。流量為250立方米/小時，揚程為13米。

5.3.2 新建濃縮機房

（1）剩余污泥量：干泥量為64.8噸/日，污泥量為1.3萬噸/日(含水率99.5%)。

（2）帶式污泥濃縮機，處理能力150立方米/小時，帶寬3米，7套(6用1備)，14小時工作制。包括污泥進泥泵、沖洗水泵、投藥裝置、現場控制柜等配套設備。

（3）濃縮機房：平面尺寸為長50米、寬20米，一座。

（4）濃縮機投藥量：按2‰計，每日投藥量約為0.13噸。

（5）污泥貯泥池：長15米、寬8米、池深3.5米，內設水下攪拌機，2臺。

（6）濃縮后向消化池污泥投泥泵：流量為15立方米/小時，揚程為40米，6臺(3用3備)。

（7）改造部分剩余污泥管線。

5.3.3 濃縮酸化池設計

利用現有4座濃縮池改造為濃縮酸化池。并相應改造管線與配套設備。將原一一對應的進出泥管線使之互相調配，增加靈活性，增設互相連通管及閥門，便于運行控制。

5.3.4 石灰法處理污液

（1）石灰處理工藝流程

（2）石灰貯存罐

石灰投加量：12噸/日。

石灰貯存罐：直徑2.5米，高度2.3米，2套。

除塵設備：1套。

石灰處理站：平面尺寸長30米、寬15米，1座。

（3）石灰投料計量器

投加量12噸/日，2套。

（4）石灰消解器

直徑0.7米，高度1.3米，2套。

（5）石灰漿隔膜計量泵

流量500升/小時，揚程0.3兆帕，2臺(1用1備)。

（6）機械攪拌加速澄清池

設計流量60立方米/小時·座，直徑6.2米，池深5.15米，4座，采用攪拌機械。

（7）中和沉淀池

型式：平流式。

設計流量：3000立方米/日。

停留時間：2小時。

平面尺寸：長12.3米、寬5.1米、池深5.5米，一座。

刮泥機：1臺。

利用沼氣發電機煙道廢氣中二氧化碳中和，選用氣體壓縮機，流量400立方米/小時，壓力0.1兆帕，2臺(1用1備)。

6　建議

（1）根據實測，除高碑店污水處理廠進水總磷濃度較高外，北京其它污水處理廠進水總磷濃度一般為4～5毫克/升左右，所以應對排入本污水處理廠的排磷大戶進行控制，并加大力度推廣使用無磷洗衣粉。經采取有效措施后，污水處理廠進水總磷濃度將會大大降低。如果進水總磷濃度在5毫克/升以下，僅采用生物除磷工藝就基本可達到預期處理效果，節省化學除磷運行費過高的問題。

（2）高碑店污水處理廠，是全國最大的一座現代化城市污水處理廠，污泥出路尚不落實。污水處理后的的城市污泥具有豐富的有機質和氮、磷、鉀及多種植物需要的營養素，在滿足農用污泥標準前提下，應重點開發污泥快速固化、高壓造粒制取顆粒肥料，徹底解決污泥無害化的問題，使其變廢為寶、得到妥善處置。

參考文獻

1.城市污水高級處理 Russell L.Culp Gordon L.Culp 俞浩鳴譯 1975

2.污水除磷脫氮技術 鄭興燦 李亞新 編著 1998

篇7

【關鍵詞】生活污水；脫氮除磷；工藝

一、生活污水脫氮除磷的重要性

在我國廣大城市和農村，由于資金和技術的原因，污水處理設施嚴重不足，近 80%的污水未經有效處理就直接排入自然水體，已經使全國近 40%的河段遭受污染，90%以上城市水域被嚴重污染，其中化學需氧量 859.4萬t；氨氮排放量97.3萬t。現有的二級生物處理法無法實現氮磷去除，大量未經處理的氮磷直接排入受納水體，造成水體富營養化嚴重。由于氮磷是藻類生長的限制因子，廢水中排放的氮磷會引起藻類的過渡繁殖，導致水體的富營養化。隨著氮磷污染問題的日益尖銳化以及公眾環境意識的加強，越來越多的國家和地區制定了相當嚴格的污水氮磷排放標準和不同的等級的實施規劃。常規的二級生化處理工藝穩定可靠，可以有效地降低污水的 BOD，但對污水中同時存在的 N、P 等營養物只能去除10%～20%，而典型城市污水中 TKN：50～60mg/L，TP：4～20mg/L，因此采用傳統的二級生化處理工藝并不能夠全面解決營養物對水體的污染和富營養化危害的問題，其結果遠不能達到二級排放標準。因此，采用生物方法對含氮、磷污水進行處理成為研究和現場應用的熱點。

二、生物脫氮除磷機制研究

1、生物處理中氮的轉化

污水中的氮主要以氨氮和有機氮形式存在，一般情況下只含有少量或沒有亞硝酸鹽和硝酸鹽形態的氮，在未經處理的污水中，有機氮占總氮量的 40%左右，氨氮占 60%左右，亞硝酸鹽和硝酸鹽氮占 0～5%左右。生物處理中去除氮包括被微生物同化成新細胞及通過硝化、反硝化而被轉化為分子氮氣并逸入大氣。據統計，通過同化作用去除的氮通常占原污水BOD 的 4%～5%。這說明同化合成細胞的去氮量少，單位處理設施效率低，處理成本高，因而污水系統中氮的去除主要依靠硝化反硝化實現的。氨氮通過硝化作用轉化為硝酸鹽氮，在通過反硝化作用生成 N2。在整個生物脫氮過程中主要參與的細菌有三個類群，氨化細菌，進行有機化合物的脫氨基作用，生成氨氮；亞硝化和硝化細菌，將 NH3轉化為 NO2-和 NO3-；反硝化細菌將 NO2-和 NO3-轉化為 N2。在整個脫氮過程中，硝化反應是最為重要的。

2、生物除磷的生化機制

所謂生物除磷，是利用聚磷菌等一類微生物，在數量上超過其生理需求的從外部環境攝取磷，并將磷以聚合的形態貯藏在菌體內，形成高磷污泥，以排放剩余污泥的形式排出系統，達到從廢水中除磷的效果。（1）生物除磷主要依靠一類統稱為聚磷菌的微生物實現，該類微生物均屬異樣型細菌（2）在厭氧條件下，兼性聚磷菌將溶解性 BOD 轉化為低分子發酵產物揮發性有機酸，生物聚磷菌則依靠聚磷的水解吸收產生的 VFAs 并以聚磷酸鹽的形式儲存，在這過程中釋放磷酸鹽和能量，形成 ADP。（3）在好氧條件下，聚磷菌以游離氧為電子受體，不斷地氧化分解其體內儲存的有機底物。并利用產生的能量，在透過膜的催化作用下，通過主動運輸從外部環境過量攝取 H3PO4，攝入的 H3PO4一部分合成 ATP，其余的用于合成聚磷酸鹽，好氧吸磷量大于厭氧釋磷量，通過剩余污泥可實現磷的高效排出。（4）聚磷菌厭氧釋磷的程度與基質類型關系很大，基質為甲酸、乙酸、丙酸等揮發性脂肪酸時，釋磷迅速而徹底。而基質為非揮發性有機酸，釋磷緩慢，且量較少。（5）一部分聚磷菌具有脫氮功能，在無游離氧的條件下，可利用硝酸鹽進行呼吸，將其轉化為 N2和 N2O，且大量吸入磷。因此厭氧段混入硝酸鹽，一部分易降解碳源被反硝化利用，不利于厭氧釋磷。聚磷菌通過厭氧、好氧環境的交替，實現磷的去除。研究人員認為厭氧期間聚磷菌的釋磷水平越充分，對于后續的好氧過量吸磷能力也就越強；反過來，好氧磷的攝取越好越徹底，聚磷量越大，相應的對于在厭氧期間磷的有效釋放也就越有保證。

三、脫氮除磷工藝

生物脫氮首先是通過一些化能自養的微生物進行硝化反應，將廢水中的氨氮在亞硝化細菌作用氧化成亞硝酸氮，再通過硝化細菌進一步轉化為硝酸氮，然后經過反硝化過程，將硝酸鹽氮和亞硝酸氮在某些兼性異養型微生物作用下還原為氮氣，實現氮的去除同時去除 COD 的目的；生物除磷則是利用通過特定環境培養的嗜磷細菌，通過厭氧和好氧環境的交替實現磷的大量聚集，并以剩余污泥的形式從系統排出磷，達到除磷的目的。正是基于這些基本原理，研究人員開發了一些列生物脫氮除磷工藝。

1、厭氧、缺氧、好氧組合工藝

根據處理的要求和廢水的水質情況，在 A/O 或 A2/O 工藝的基礎上稍加變化，又開發出很多新的脫氮除磷工藝，如Bardenpho工藝、UCT 工藝。這些工藝或通過增加缺氧、好氧反應器的級數來強化處理效果，或通過改變混合液的回流方式或系統的進水方式，采用兩股混合液回流，在傳統的好氧池混合液回流的基礎上，增加了由缺氧池至厭氧池的混合液回流，由于缺氧池中的反硝化作用已大大降低了池內 N 的濃度，這樣就可以避免缺氧池回流液攜帶的-N 濃度過高而破壞厭氧池的厭氧狀態，影響除磷效果。

2、Phostrip 工藝

由于脫氮和除磷的工藝要求不同，脫氮需要低負荷、長泥齡，而除磷則正好相反，因此，為了克服在同一體系脫氮除磷的矛盾，出現了一些旁流除磷工藝，Phostrip 工藝就是此類工藝的典型一例。Phostrip 工藝將生物和化學除磷結合起來，一部分回流污泥被分流到專門的除磷池進行磷的釋放，含磷的上清液再通過石灰混凝沉淀處理，大部分磷以磷酸鈣的形式沉淀去除，出水總磷濃度低于1mg/L，由于旁流除磷，所以工藝耐沖擊負荷，缺點是工藝流程復雜，運行管理不便。

3、SBR工藝

SBR工藝是在同一反應器完成脫氮除磷的工藝。它是通過對進水、曝氣時間、反應器內溶解氧濃度等運行參數的合理控制，在時間序列上實現厭氧/缺氧/好氧的組合，在控制良好的情況下，N、P 的去除率可以達到 90%以上，與其他工藝相比，SBR 工藝的處理構筑物少，處理過程大為簡化，該工藝對水質、水量的變化具有一定的適應性，不宜產生污泥膨脹。CAST 就是應用較廣的一種。CAST 即循環式活性污泥法，它最顯著的特點是在反應器的前端有一生物選擇器，生物選擇器是一個容積較小的污水、污泥接觸區，它的設計要嚴格遵循活性污泥種群組成動力學的有關規律，創造合適的微生物生長條件，以及在高污泥絮體負荷條件下有利于磷釋放的環境。設計合理的生物選擇器可以有效地抑制絲狀性細菌的大量繁殖，克服污泥膨脹，提高系統的穩定性。進水與 20%由主反應區回流的活性污泥在生物選擇器內混合接觸，這樣，污泥循環經過高有機負荷的選擇器，低負荷的反應器，容易形成小顆粒絮凝性的污泥，這種污泥由于表面積較大，所以可以吸附大量的有機質，同時也增大了絮體的密實度；另一方面，反應區通過合適的供氧，在微生物絮體的表面到內部可以形成由好氧到缺氧，溶解氧呈梯度降低的環境，這樣，硝化、反硝化過程就可以籍助生物絮體，在絮體的表面和內部同時發生。CAST 運行控制簡單，整個過程只有曝氣、沉淀兩階段，卻能達到深度脫氮除磷的效果。由于形成了凝聚性污泥，所以耐沖擊負荷能力強，對一些工業污水比例較大的城市污水，處理效果仍良好。

4、膜-活性污泥法組合工藝

清華大學對生活污水的深度處理技術作了許多研究，將微生物的生物降解和膜的高效分離作用結合起來，利用膜-活性污泥法組合工藝處理生活污水，研究了無機膜、超濾膜和錯流式膜-生物反應器的運行情況及其水力學、生物動力學等特性，這些組合反應器，不僅占地面積小，而且處理水質好，對生活污水的 TP、COD 和 NH4+-N 的去除率可分別達到 95%、96%、93%以上。如果膜的清洗再生更為簡化，工藝運行費用有望降低，該工藝對干旱地區的污水處理再回用，將有廣闊的前景。

參考文獻：

[1]戴鎮生.厭氧-好氧活性污泥法的應用前景.中國給水排水 .2004，10（4）.

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關鍵詞：膜生物反應器；組合工藝； 脫氮除磷

中圖分類號：

X52文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2016）08004604

1 引言

隨著國家工業、農業、新興產業的不斷發展，含有高濃度氮磷物質的污廢水排放入江河湖海時，會污染水體，同時使藻類等植物大量繁殖，導致水體水質惡化，出現水體的富營養化。富營養化的水體含有大量的磷酸鹽、硝酸鹽以及亞硝酸鹽，長期飲用將嚴重危害人類健康。因此，對城市污水進行脫氮除磷處理成為目前污水處理的一個研究熱點。實踐經驗表明，生物脫氮除磷工藝是解決水體富營養化問題的有效方法，正在廣泛應用于各種污水處理工藝之中[1]。

2 MBR脫氮除磷能力分析

膜生物反應器（Membrane bioreactor，MBR）是一種新型高效的污水處理技術，將傳統生物處理工藝與膜分離技術有機結合起來。與傳統生物處理技術相比，MBR具有出水水質好、抗沖擊能力強、操作管理簡單、占地面積小、水力停留時間與污泥停留時間分離等優點，因此日益受到污水處理行業的關注。MBR主要通過膜的物理截留作用，使硝化菌富集在好氧池內，延長污泥泥齡，滿足硝化菌的生長繁殖需要，減少了硝化菌的流失，從而滿足了脫氮的條件。研究結果表明，在MBR中存在反硝化脫氮除磷菌，在脫氮的同時也能有效地去除磷[2]。

MBR脫氮除磷工藝主要分為單一形式的MBR工藝和組合形式的MBR工藝兩大類。單一形式的MBR工藝出水水質很難達到越來越嚴格的氮、磷排放要求。組合形式的MBR工藝是目前應用比較普遍、發展前景良好的脫氮除磷工藝[3]。

3 MBR脫氮除磷組合工藝

將膜分離技術與傳統的生物脫氮除磷工藝相結合可以強化其脫氮除磷的效果。目前，開發及應用于工程實踐的生物脫氮除磷工藝有多種，如A2O工藝、倒置A2O工藝、UCT及其改良工藝、Bardenpho工藝、前置缺氧池的A2O工藝等。這些工藝都屬于傳統的組合工藝，且都具有脫氮除磷的功能。一方面能夠滿足去除污水中有機物的要求；另一方面又能脫氮除磷，在聚磷菌除磷的同時，經過硝化細菌的硝化、反硝化作用達到脫氮的目的。脫氮除磷工藝均包含著厭氧、缺氧、好氧3種狀態的交替。膜分離技術可以與這些生物脫氮除磷工藝相結合，形成MBR脫氮除磷組合工藝。下面介紹幾種具有代表性的MBR脫氮除磷組合工藝[4]。

3.1 A/O-MBR工藝

A/O-MBR脫氮除磷工藝和傳統的A/O工藝相類似，在好氧池前面增加一個缺氧池，膜組件浸沒在好氧池中。反硝化和微生物釋磷過程在缺氧段中進行，有機物的氧化、氮的硝化和微生物吸磷過程在好氧段進行，膜主要是代替重力沉淀池進行固液分離（圖1）。

在此工藝中，膜的分離過程對同步硝化反硝化及除磷過程起到強化作用。膜的物理截留作用可使MBR的污泥停留時間和水力停留時間分開，并且可以保持反應器中較高的污泥濃度，一般可以達到8～12g/L，這在一定程度上解決了傳統脫氮除磷工藝中硝化菌和聚磷菌對污泥停留時間的競爭問題。即在MBR脫氮除磷工藝中可以在不影響聚磷效果的同時，盡量延長污泥停留時間，給硝化菌帶來適宜的生長條件，使得反應器中硝化菌大量積累。并且此工藝采用好氧出水，可以很好的避免磷的二次釋放，保證出水磷穩定在一個較低水平。

饒正凱[5]采用A/O-MBR脫氮除磷工藝對生活污水進行小試試驗，試驗結果表明，間歇回流的運行方式下，系統的全程硝化率達到了99.4%，與連續回流的運行模式相比，TP的去除率明顯提高，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 工藝處理水量為1500 m3的污水，試驗結果顯示，當進水 COD、總氮、氨氮平均濃度分別為481.3 mg/L、75.1 mg/L和65.8 mg/L時，出水 COD、總氮、氨氮平均濃度分別為 16.5 mg/L、13.4 mg/L和 0.7 mg/L，平均去除率分別為 96.4%、81.9% 和 99.0%。在進行化學除磷的情況下，出水總磷的平均濃度為 0.8 mg/L，平均去除率 86.5%。出水水質優于《城市污水再生利用城市雜用水水質》（GB/T18920-2002） 中的相應水質指標要求。

孫井梅等人[7]設計了一整套A/O-MBR 脫氮除磷工藝來處理天津地區高鹽的市政污水，研究了這套工藝對氨氮、總氮和總磷的去除效果。實驗結果顯示工藝對氨氮、總氮和總磷的去除效率分別是95%、50%～70%和60%～80%。實驗對總磷的去除效率已超過傳統的生物除磷。

3.2 A2/O-MBR工藝

A2/O-MBR工藝包括厭氧池、缺氧池、好氧池與膜池。厭氧、缺氧和好氧的組合有利于不同微生物菌群的生長，能同時去除有機物、氮磷等污染物，工藝流程簡單（圖2）。

張捍民等人[8]采用A2/O-MBR 工藝，對模擬生活廢水的脫氮除磷效果進行了研究。試驗結果顯示：當N、P 負荷為0.14 kg/（m3d）和0.03 kg/（m3d）時，COD、N、P 去除率分別為90.5%、80.6%和67.7%；系統不必外投硝酸鹽即可實現反硝化除磷，具有很強的反硝化脫氮除磷能力。

北方某城市[9]污水處理廠采用A2/O-MBR 工藝，當進水氨氮為20～60 mg/L，TP為2～8 mg/L，出水氨氮小于2 mg/L，TP小于0.5 mg/L，平均去除率分別為95%和87%。

3.3 倒置A2/O-MBR 工藝

倒置A2/O-MBR 工藝將缺氧池前置，工藝流程為缺氧-厭氧-好氧-膜生物反應器。該工藝充分利用水中碳源，首先進行反硝化作用，保證了系統的脫氮效果。同時聚磷菌經厭氧釋磷后，直接進入好氧段，充分發揮了聚磷菌在厭氧狀態下形成的吸磷動力，提高了系統的除磷效果（圖3）。

王盈盈等人[10]采用倒置A2/O-MBR 工藝，對北方某污水處理廠的合流制城鎮生活污水進行脫氮除磷試驗研究。試驗結果表明，該工藝具有同步脫氮除磷的作用，由于其膜的高效截留作用，較常規工藝去除效果更佳。該工藝對COD、NH3-N、SS去除效果較好，出水質量濃度可以達到低于50 mg/L、1 mg/L、10 mg/L。

3.4 A（2A）/O-MBR工藝

A（2A）/O-MBR工藝是兩段缺氧A2/O工藝與MBR工藝的組合。其中 MBR 反應池是處理工藝的核心，設置有厭氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、好氧池和膜池共 5 個處理單元[11]。兩段缺氧區使水中碳源得到充分利用，實現完全反硝化，大大提高了污水的生物脫氮效率，同時節省了外加碳源，節約運行費用（圖4）。

蔣嵐嵐等人[11]對太湖流域某城市污水處理廠采用的 A（2A）O-MBR 組合工藝的運行情況進行分析，監測結果顯示，出水COD、NH3-N、TN 和 TP 去除率分別為 91.9%、98.1%、64.5%和 95.8%，出水水質穩定達到城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB 18918-2002）中的一級A排放標準，并具有較強的耐沖擊負荷能力。

3.5 SBR-MBR工藝

SBR-MBR工藝是將序批式反應器（SBR）與MBR相結合形成的SBMBR。與SBR相比，由于膜組件物理截留作用，給硝化細菌及亞硝化細菌創造了良好的繁殖條件，系統污泥的生物活性高，吸附和降解有機物的能力強，同時在反應階段利用膜分離排水，可以減少傳統SBR的循環時間。與單一的MBR工藝相比，SBR式的工作方式創造了缺氧好氧的交替運行狀態，為除磷菌的生長創造了條件，同時也滿足了脫氮的需要，使得單一反應器內實現同時高效去除氮、磷及有機物成為可能[12]。

周律等人[13]采用序批式移動床生物膜反應器（SBMBBR）處理模擬生活污水。試驗結果表明：SBMBBR 在單位質量污泥的化學需用量（COD）負荷為0.8 g/（g?d），進水TN和TP的質量濃度分別為50 mg/L和8 mg/L的條件下，對總氮（TN）、總磷（TP）的去除效率分別為91.4 %、90.0 %，均高于同等條件下的SBR 系統，顯示出良好的脫氮除磷效果。

3.6 UCT-MBR工藝

UCT脫氮除磷工藝是在A2O工藝的基礎上，通過改進混合液的回流方式而得到的。UCT工藝將污泥回流位置由厭氧池變為缺氧池，從而降低了好氧區回流液對厭氧環境的沖擊，增強了聚磷菌的釋磷效果，同時增加了由缺氧池向厭氧池的回流液回流（圖5）。

李亞峰等人[14]采用UTC 工藝的復合式MBR（HMBR）系統進行污水脫氮除磷試驗研究。試驗結果顯示，在C/N=5～8、r=200%、R=300%、SRT=28 d的條件下，系統脫氮除磷效果最佳，TN 平均去除率79.17%，膜出水平均濃度11.78 mg/L；TP 平均去除率86.68%，膜出水平均濃度0.71 mg/L。

Noah I Galil[15]等采用UCT-MBR 進行中試試驗，試驗結果顯示，污泥齡在16～29 d變化范圍內，對出水水質的影響很小。出水COD的去除率基本穩定在95%左右，硝化率達100%，TN的去除率在89%～91%之間，出水TP也基本穩定在0.4 mg/L。

H Monclús[16]等采用UCT-MBR進行中試試驗，試驗結果顯示：在水力停留時間保持在15.06 h，底物COD∶N∶P為100∶11∶0.8 時，磷的去除率在80%以上。

3.7 MUCT-MBR工藝

MUCT工藝，即改良的UCT工藝，在UCT工藝的基礎上增設一個缺氧池，從而消除了回流硝酸鹽對厭氧釋磷過程的影響，提高了除磷效果。

張捍民等人[17]自行設計的雙反應器MUCT-MBR簡化了MUCT工藝，針對MUCT-MBR工藝脫氮除磷性能，尤其是反硝化除磷功能進行研究。結果表明，當進水C∶N∶P比在28.5∶5.1∶1～28.5∶7.2∶1范圍內時，整個實驗過程中COD、TN和TP平均去除率分別達到90%、81.6%、75.2%；系統運行至第58 d時，系統中反硝化除磷菌（DPAOs）所占比例達84.2%，反硝化除磷占系統總磷去除的67.07%。

4 MBR組合工藝脫氮除磷的發展趨勢

MBR工藝在污水需要回用和占地有限制的場合具有獨到的優勢。尤其是隨著地下污水處理廠的發展建設，使得MBR工藝在一些特殊的情況下成為首選的工藝方案。但與傳統的生物脫氮除磷工藝相比，MBR組合工藝脫氮除磷的研究還不是很成熟，缺乏工程運行經驗，很多研究成果還只停留在實驗室階段。因此將來研究的重點主要體現在以下幾方面。

（1）開發好氧和缺氧狀態交替運行的MBR工藝，充分發揮生物脫氮除磷功能將是未來MBR工藝的發展方向。

（2） 充分利用水中難生物降解有機物，提高生物脫氮效率，開發新型的MBR組合工藝也是未來的研究重點。

隨著城市的發展，城市污水中工業廢水水量的比例不斷增加，使得水中易降解有機物含量降低，有機碳源不足而導致脫氮除磷效率低。如果將難生物降解有機物轉化為易生物降解碳源用于脫氮系統，則可大大提高污水的生物脫氮效率，同時還可節省部分運行費用。因此開發新型MBR 組合工藝，充分利用水中難生物降解有機物以提高脫氮除磷效率并降低運行費用具有重要的實用價值。

（3） 膜污染問題制約著MBR的大規模應用，能否有效控制膜通量的衰減是保證MBR長期穩定運行的關鍵。目前，最常用的緩解膜污染問題的方法是向膜池中投加絮凝劑以及增加膜池的曝氣量，但同時這也增加了處理成本。

研究發現，胞外聚合物（EPS）和溶解性微生物代謝產物（SMP）是造成不可逆膜污染的主要污染物。通過投加新型吸附材料，吸附EPS和SMP，延緩膜污染將是未來的研究方向。同時，改變膜表面特性，開發新型耐污染膜材料也是目前作為延緩膜污染的主流方式[18]。

參考文獻：

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篇9

3.5溶解氧

溶解氧對生物除磷過程的影響分為厭氧區和好氧區。在厭氧區，富磷細菌具有良好的生長條件、磷釋放能力和PHB合成能力，所以必須嚴格控制厭氧條件。一方面，DO充當最終的電子受體，抑制了產氧細菌的酸產生，從而阻礙了磷的釋放。另一方面，DO消耗每克氧氣迅速分解的有機物。每克氧消耗2mg的COD，導致容易被微生物降解的COD不足，從而影響厭氧磷的釋放。在好氧區，需要足夠的DO來支持聚磷菌分解PHB，并且必須獲得足夠的能量來過量吸收磷，以增強除磷效果。通常，厭氧段的溶解氧應控制在0.2mg/L以下，好氧段的溶解氧應控制在2.0mg/L以下，否則，將促進細胞的內源性呼吸并禁用磷的釋放[6]。

3.6泥齡

生物除磷系統中的除磷是通過排放富含磷的殘留污泥來完成的，因此殘留污泥的量決定了系統的除磷效率。泥齡越短，活性污泥每單位質量的磷含量越高，排出污泥的磷含量越高，除磷效率越高。因此，對于主要目的是除磷的污水處理來說，使用相對較短的泥齡通常是合適的，根據相關數據，最好將SRT控制在3.5-7d。

3.7污泥沉降性能

由于生物除磷系統中污泥的磷含量很高，當固液分離不好時，溢出的污泥會對除磷效率產生重大影響。造成泥漿逸出的一個重要因素是二級沉淀池中泥漿的局部脫氮，并且二級沉淀池中積聚的污泥花費的時間太長，無法消耗DO。反硝化細菌使用NO3進行反硝化并生成N2氣體和N2O氣體，它在水中的溶解度非常低，并以小氣泡的形式附著在污泥絮凝物上漂浮，并隨水溢出[7]。污泥沉降性能差會導致二級沉降池中的固液分離不良，許多數據表明，厭氧和好氧循環脫磷系統可以避免由絲狀微生物過度生長引起的污泥膨脹，但在某些情況下，污泥長仍保留在厭氧區，會誘導絲狀真菌的生長。

篇10

關鍵詞：混凝法，污水廠，除磷 ， 投藥量，實驗研究

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

中圖分類號：[TU992.3] 文獻標識碼：A文章編號：

磷是國家對污水廠節能減排核查主要項目之一；關系污水廠是否達標排放主要項目之一；影響水體回用的主要污染物質之一。目前我國主要應用過濾、活性炭吸附、生物除磷及化學除磷等深度除磷工藝。 混凝沉淀除磷技術多用于處理含磷濃度較高的污水。但目前國內對含磷濃度較低的城市污水處理廠出水混凝實驗研究還比較少。本文主要對混凝法處理污水廠出水中磷的實驗部分進行了分析。

1 實驗方法與材料

1.1水質來源

二沉池出水采用我廠一、二期二沉池出水，pH為7.26, 總磷濃度為0.94mg/L，SS為 8.0mg/L。

1.2 儀器和實驗方法

實驗采用的儀器有：HACHDR5000分光光度計，MODEL6010便攜式微電腦型pH計，SC656 實驗攪拌器。

聚合氯化鋁為工業級(PAC純度以Al2O3計，為30%)，FeCl3、Al2(SO4)3、鉬酸銨、抗壞血酸、過硫酸鉀、酒石酸銻氧鉀均為分析純試劑。水中的總磷采用過硫酸鉀消解——鉬銻抗分光光度法進行測定。

1.3 實驗方法

取200mL二沉池出水于500mL 燒杯中，加入混凝劑，先以300r/min快速攪拌30s，再以 200r/min中速攪拌3min，最后以100r/min慢速攪拌5min，靜置0.5h后取上清液，測定其總磷濃度。

實驗過程中分別測定三種不同藥劑Al2(SO4)3、PAC和FeCl3在不同投加量和pH值條件下的混凝除磷效果，實驗在室溫為 22～24℃下進行。處理出水以達到地表水環境質量標準 (GB3838-2002)Ⅲ類水質標準，即總磷濃度≤0.2mg/L為實驗目標。

2 結果與討論

2.1 最佳投藥量實驗結果

本實驗選用三種混凝劑Al2(SO4)3、PAC和FeCl3，測得原水pH值為7.26，總磷濃度為 0.94mg/L，投藥量為 10、20、30、40、50、60、70mg/L時，混凝沉淀后上清液總磷濃度見表1。

表1 不同投藥量下三種混凝劑除磷效果比較 (mg/L)

通過以上分析，三種混凝劑除磷效果如下：

（1）Al2(SO4)3投藥量從10mg/L增加到50mg/L時，總磷濃度由0.72mg/L降低到0.12mg/L，去除率由23.24%升高到87.30%。這主要是由于帶有與磷酸根離子電性相反電荷的化學物質吸附在磷酸根離子表面，造成其表面電荷減少，從而通過吸附電中和作用和壓縮雙電層作用使磷酸根離子脫穩，粒子之間相互凝聚沉淀得以去除。當投藥量繼續增加到 60mg/L時，去除率降低到62.77%，這是由于隨著投藥量進一步增加，磷酸根離子表面覆蓋的粒子過多從而引起電荷改變符號，使磷酸根離子再度趨于穩態，即再穩現象，從而使去除率降低。當投藥量繼續增加到70mg/L時，出水中總磷濃度為0.13mg/L，去除率升高為86.17%，這主要是由于投藥量劑量過高，使水中的Ca2+、Mg2+、Al3+、OH-等離子形成CaCO3、Mg(OH)2、Al(OH)3等沉淀，沉淀在下降過程中將磷酸根離子以網捕或卷掃的形式去除。

（2）PAC投藥量從10mg/L增加到30mg/L時，總磷濃度由0.57mg/L降低到0.03mg/L，去除率由39.26%升高到 96.81%，同樣是由于吸附電中和作用和壓縮雙電層作用使磷酸根離子脫穩去除。在投藥量繼續增加至50mg/L時去除率有所降低為86.16%，此時總磷濃度為0.13mg/L，此時發生再穩現象使去除率惡化。隨著投藥量進一步，去除率再度升高，當投藥量為70mg/L時，總磷濃度為0.05mg/L，去除率為 94.14%，這是由于投藥量的增大出現網捕或卷掃作用使去除率再次升高。

（3）FeCl3投藥量從10mg/L增加到70mg/L的過程中，混凝沉淀后出水總磷濃度逐漸降低，由0.44mg/L降低到0.04mg/L，去除率由53.35%升高到95.35%。這種混凝劑在投加過程中未出現再穩現象，其原因可能是這種混凝劑在劑量增大的過程中再穩界限不明顯，加之投藥劑量的跨度較大，從而造成再穩現象未在實驗結果中顯示出來。

以處理后出水中總磷濃度達到地表水環境質量標準(GB3838-2002)Ⅲ類水質標準(總磷濃度≤0.2mg/L)為實驗目標，各混凝劑的最佳投藥量為分別為Al2(SO4)3為40mg/L、PAC為30mg/L和FeCl3為50mg/L，在此最佳投藥量條件下，出水中總磷濃度分別為0.2mg/L、 0.03mg/L和0.17mg/L，相應的去除率分別為78.72%、 96.81%和81.73%。

2.2 最佳pH值條件下除磷結果

在三種混凝劑最佳投藥量條件下確定其最佳pH值，原水中總磷濃度為0.94mg/L，pH 為 7.29，各混凝劑的最佳投藥量為分別是: Al2(SO4)3為40mg/L、PAC為30mg/L和FeCl3為 50mg/L，在此條件下，混凝沉淀出水上清液中總磷濃度實驗結果見表2。

表2不同pH 值條件下混凝實驗結果(mg/L)

（1）Al2(SO4)3取最佳投藥量為40mg/L 時，隨著pH值由2.31～2.71升高到6.92～7.05，去除率不斷增大，到6.92～7.05范圍時出現極大值，總磷濃度為0.18mg/L，去除率為80.85%，隨著pH值的進一步增大，去除率降低，pH為10.02～10.07范圍時，總磷濃度為0.36mg/L，去除率為61.70%。

（2）PAC 取最佳投藥量為30mg/L時，隨著pH值由2.31～2.71升高到6.92～7.05，去除率不斷增大，在 6.92～7.05范圍內出現極大值,總磷濃度為0.03mg/L，去除率為 96.81%，隨著pH值的進一步增大，去除率逐漸降低，當pH為10.02～10.07時，總磷濃度為0.12mg/L， 去除率為86.73%。

（3）FeCl3取最佳投藥量為 50mg/L時，隨著 pH 值由2.31～2.71升高到7.99～8.08，去除率不斷增大，到7.99～8.08 范圍時出現極大值，總磷濃度為0.09mg/L，去除率為 90.02%，隨著pH 值的進一步增大，去除率降低，pH值為 10.02～10.07 范圍時，總磷濃度降低為0.20mg/L，去除率為 78.72%。

由以上結果得出，以總磷濃度≤0.2mg/L為實驗目標：Al2(SO4)3最佳pH值范圍為6.92～ 8.08，PAC的適宜的pH 值范圍為5.92～10.07和FeCl3最佳 pH 值范圍為6.92～10.07。

可以看出，三種混凝劑所適宜的pH值范圍由大到小為：PAC>FeCl3>Al2(SO4)3。

3 結束語

綜上所述，采用三種混凝劑Al2(SO4)3、PAC和FeCl3對城市污水處理廠二沉池出水進行混凝除磷實驗研究，處理后出水中總磷濃度達到地表水環境質量標準(GB3838-2002)Ⅲ類水質標準，同時為類似的實驗提供有利的參考價值。

參考文獻

[1]萬亞珍.混凝劑輔助化學沉淀法處理高含磷廢水的研究[J].磷肥與復肥，2003