市政污水厂工艺优化运行管理（五十一）

市政污水厂工艺优化运行管理（五十一）

通过前面的几周对污水厂除磷工艺的讨论，对污水厂总磷去除的工艺进行简单的汇总，特别是针对我国北方四季分明地区的磷的去除变化情况进行一些汇总的情况如下表所示：

技术 名称	核心原理	主要优点	主要缺点	北方地区适用性（考虑低温和低C/P）
生物除磷	利用聚磷菌在厌氧/好氧条件下释磷/吸磷，通过富磷污泥排放去除。	经济环保，无需化学药剂，污泥量少。	对温度、碳源、pH等条件敏感，易受水质波动影响。	冬季受限：低温（5-10℃）显著降低微生物活性，低C/P加剧碳源竞争，除磷效率大幅下降。需要强化运行参数或辅助手段。
化学除磷	投加金属盐（钙、铝、铁）与磷酸盐反应生成难溶沉淀物，通过固液分离去除。	除磷效果稳定可靠，耐冲击负荷强，受季节温度影响小。	成本高（药剂费），污泥产量大且难脱水，可能影响pH。	冬季辅助：生物除磷效率受限时，作为主要辅助手段，效果稳定。但成本和污泥处置是主要考量。
吸附法	利用固体吸附剂对磷酸根的亲和力吸附，可再生利用和回收磷。	效率高，可回收磷，污染小，投资省。	吸附剂成本较高，需关注吸附饱和后的再生和解吸。	潜力较大：物理吸附受温度影响相对较小，可作为生物/化学除磷的补充或深度处理环节，实现磷回收。
气浮法	利用溶气罐内微小气泡粘附在水中磷酸盐絮体颗粒上，上浮到水面形成一层由磷酸盐絮体和气泡组成的浮渣层，通过刮渣设备将其去除。	适合低浓度的总磷去除，处理时间相对较短，占地面积较小。	需要购置气浮一体机，产生难压缩的污泥。	温度影响较小：气浮方法受温度的影响较小，主要是溶气罐和化学药剂的投加使用。
膜分离技术 (MBR)	生物降解与膜分离结合，通过膜截留颗粒态磷。	出水水质好，占地面积小，污泥产量相对较低。	投资和运行成本高（膜污染、能耗），膜易堵塞。	效果稳定：在北方地区可提供高质量出水，尤其适用于提标改造和再生水利用，但需解决膜污染和高能耗问题。
人工湿地	综合物理、化学和生物作用去除磷。	投资省，运行费用低，生态效益好。	占地面积大，易堵塞，低温（<10℃）时效率显著降低。	冬季效率低：受低温影响大，微生物活性和植物吸收能力下降，除磷效果差。主要适用于春夏季或作为辅助处理。
结晶法 (鸟粪石)	控制条件使磷以鸟粪石晶体形式析出，实现磷回收。	高效除磷，回收有价值的磷肥，减少管道结垢。	对pH、离子浓度等条件控制要求高，初期投资较高。	潜力较大： 可作为磷回收的有效途径，减少污泥量，且结晶过程受温度影响相对较小。

从上表可以看到，我国的北方地区污水厂采用不同的除磷工艺，收到温度的影响也不同，污水厂需要结合各地的排放标准，一些省市流域指定的较高的排放标准中，总磷的指标是较多进行控制的，因此很多污水厂在总磷的去除工艺运行上也存在一定的压力，污水厂通常的做法是大量的投加除磷药剂来保证总磷的达标，但是过量投加化学药剂会造成运行成本的上升，化学污泥量增加，出水色度上升等风险，除磷不是简单的药剂去除，而是综合污水厂内生物和化学最优化的控制管理策略下的工艺，这需要污水厂的运行管理人员充分理解和应用生物除磷和化学除磷的原理，结合污水厂内的实际工艺现状，进行合理的优化管理。

污水厂在实际的运行中，磷的去除工艺是一个复杂的综合系统，特别是在优先保障总氮的去除前提下，如何保障磷的去除，是需要进行优化管理的前提。在污水厂中除磷工艺系统优化策略也是要从这生物和化学两个方向进行的，对具体的优化策略分别讨论如下：

 

1.生物除磷系统（EBPR）的精细化控制

A、碳源优化与补充策略：

内部挖潜：对于碳源不足的污水厂，可考虑设置初沉污泥发酵池，通过水解酸化产生VFAs，回流至厌氧区补充碳源。

外部投加：在进水碳源严重不足或波动较大时，建立应急/常规的外部碳源投加系统。优选乙酸、乙酸钠等PAOs易于利用的优质碳源，并根据在线仪表（如ORP、PO???-P）的变化进行精准投加。

B、厌氧区环境的严格保障：

优化回流比：合理控制外回流（污泥回流）比，避免回流污泥携带的DO过高。

设置预缺氧区：在A?/O或者AO（脱氮）工艺的厌氧段前设置预缺氧区或者选择区，通过合理的内回流比，充分利用进水碳源进行预反硝化，去除硝酸盐对厌氧区的影响。

 

优化曝气：在好氧区末端，适当降低曝气量，减少进入二沉池的DO，同时降低回流污泥的DO含量。

C、污泥龄（SRT）的精准调控：

根据水温和除磷要求，动态调整SRT。冬季水温低时，可适当延长SRT，一般建议控制在5~10天范围内，以维持PAOs种群；夏季则可适当缩短。建议SRT控制在3~5天范围内，并根据实际效果进行调整，特别是要在满足生物脱氮的前提下优化PAOs的SRT控制。

D、抑制二沉池磷二次释放：

优化刮吸泥设备：提高刮（吸）泥机运行频率，合理调整吸泥排泥系统，减少污泥在池底的停留时间。

 

投加化学药剂：在紧急情况下，可向二沉池配水井或池内少量投加铁盐，固定上清液中的磷酸盐，通过剩余污泥脱出系统。

控制好氧区末端DO：确保好氧区末端DO不宜过高（如控制在1.0mg/L以下），同时要保障曝气池气末端的COD和氨氮达到较为彻底的去除，避免污泥进入二沉池后继续和COD和氨氮反应，消耗曝气末端携带的多余溶解氧，在二沉池底部形成厌氧区造成PAOs的二沉池内的释磷。