化学除磷药剂种类和加药点的选择

化学除磷药剂种类和加药点的选择

化学除磷可以与一级处理工艺、二级处理工艺相结合。其中，与一级处理工艺相结合称为化学强化一级处理（CEPT）工艺，是最简单的化学除磷工艺流程；与二级处理工艺相结合可按加药点的不同分为：前置投加、同步投加、后置投加。各种方法有各自的优缺点，一些设计单位或药剂厂商往往片面强调某一方法的优点，导致运行过程中除磷效果不佳。本文分享化学除磷选择不同加药点和不同药剂的利弊，供水处理人士参考。
一、化学强化一级处理

化学强化一级处理的工艺流程及加药点如下图所示。    在一定条件下，化学强化一级处理可达到较好的除磷效果。国内相关研究有：张冰如、李风亭使用其研制的混凝剂对上海12座污水厂和3条污水输送干线的污水进行化学强化一级处理，试验结果证明：CEPT对SS的平均去除率为85%、对TP的平均去除率为55%；张力等人采用PAC+PAM处理上海某合流污水，对污水SS的去除率可达70%~90%，对COD和TP的去除率可到50%~80%。化学强化一级处理的除磷药剂可采用铝盐、三价铁盐、石灰等，但不能用亚铁盐。由于城市污水水量大、产泥量大，所以，化学强化一级处理技术主要用于处理工业废水，在城市污水处理中的应用相对较少。对于污水处理资金短缺的项目，可考虑先建一级强化处理厂，经过化学强化一级处理，以较少的投资削减较大的污染负荷,取得较好的投资环境效益，待有条件时再建成二级处理工艺的方式。

二、前置投加

药剂前置投加的加药点可选择在沉砂池前的进水管渠、沉砂池、初次沉淀池的进水渠(管)中，产生的絮凝体在初次沉淀池中分离，如下图所示。    如在管渠中加药，为满足药剂混合需求，一般需要设置管道混合器或产生涡流的装置。如果后续生化处理采用的是生物滤池，则不能使用铁盐药剂，以防止对填料产生危害，如产生黄色铁锈。如果采用石灰作为除磷药剂，后续生化系统进水需要进行pH值调节，以防止过高的pH值对微生物产生抑制作用。前置投加适用于现有污水处理厂的技改，只需增加药剂投加设备，通过这一工艺步骤，不仅可以除磷，而且可以减少生物处理设施的负荷。常用的除磷药剂主要是石灰和金属盐。经前置投加后剩余磷酸盐的含量为1.5~2.5mg/L。前置投加的优点是：

（1） 能降低生化处理负荷，平衡来水负荷的波动变化，从而可以降低能耗；

（2） 与同步投加相比，活性污泥中有机成分不会增加；

（3） 现有污水处理厂易于实施改造。

前置投加的缺点是：

（1）总污泥产量增加；

（2）由于底物在生化前去除过多，不利于反硝化；

（3）不利于改善污泥指数。

三、同步投加

同步投加是化学除磷工艺中使用广泛的加药方法。国外含有化学除磷工艺的污水处理项目，50%采用同步投加方法。同步投加的加药点可选择在曝气池的进水、回流污泥中、曝气池出水、二次沉淀池，如下图所示。
    同步投加可以使用价格低廉的硫酸亚铁，除磷效率可达到85%~90%。但不能使用石灰，这是因为石灰除磷通常需要将pH值控制在10.0 以上，该pH范围不利于微生物生长繁殖。同步投加的优点是：

（1）通过污泥回流可以使除磷药剂得到循环充分的利用；

（2）如果加药点选择在曝气池中，可采用较廉价的二价铁盐药剂；

（3）金属盐药剂会使活性污泥重量增加, 从而可以避免活性污泥膨胀；

（4）同步投加设施的工程量较少。

同步投加的缺点是：

（1）采用同步投加工艺会增加污泥产量，且生化污泥与化学污泥混合在一起，容易被鉴定为危险废物，造成污泥处置成本增加；

（2）采用酸性金属盐药剂会使pH值下降到最佳范围以下，这对硝化反应不利；

（3）在厌氧状态下，污泥中磷会再溶解；

（4）回流泵的机械作用会破坏絮凝，需要通过投加高分子絮凝助凝剂来降低这种影响。

五、后置投加

后置投加是在二沉池后设置单独的混合、絮凝、沉淀分离设备，将药剂加入其中，如下图所示。     在后置投加工艺中应使用金属盐药剂，这样保证良好的除磷效果，出水TP浓度可低于0.5mg/L。对于出水水质要求不高的项目，可采用石灰，但必须对出水pH进行调控。后置投加的优点是：

（1）磷酸盐的沉淀是与生化处理相分离的，二者互相不产生影响；

（2）药剂的投加可以按磷浓度变化进行控制；

（3）产生的磷酸盐污泥可以单独排放，也可加以利用，如用作肥料。

后置投加的缺点是：由于增加了处理设施，所需要的投资大、运行费用高，但对于新建污水处理厂，采用后置投加工艺可以减小生化处理中二沉池的尺寸。

总结

本文分享了化学除磷药剂的选择和加药点选择的利弊，在实际设计和运营中，应充分结合项目自身特点，从技术经济两方面权衡出最佳的药剂种类和加药点。