环境敏感地区城市污水处理厂超深度除磷研究

发布时间：2022-05-07整理：成都科林环保有限公司

随着我国城镇化进程加速，总污水排放量急剧上涨。虽然污水处理率也不断升高，但过量的排放依然使藻类等水生生物繁殖生长加速，这导致水质迅速恶化，富营养化水体范围逐渐扩大。

其中，氮、磷已经成为威胁水质的主要污染物，近几年我国和北美的研究共同表明，磷对水体富营养化的贡献远大于氮。这是由氮、磷的循环特点决定的，并且根据Liebig营养学限定定律，磷浓度是控制藻类生长丰度的重要因子。

目前国内污水处理厂的排放标准不断提高，多数城镇污水处理厂执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002），其中一级A标准规定出水总磷质量浓度为0.5 mg/L。但对于很多水环境敏感的地区，即使出水达到一级A标准也不能有效控制水体富营养化。

近年来很多地区都推出了更严格的地方标准，巢湖流域、太湖地区、岷江流域都要求总磷排放不超过0.3 mg/L，滇池区域要求总磷不得高于0.05 mg/L。

目前，我国对高于GB 18918—2002一级A标准的除磷研究较少。

本研究以环境敏感地区某污水处理厂为研究对象，首先对污水厂沿程的磷形态和浓度进行分析，再以出水总磷低于0.05 mg/L为目标，进行二级出水的化学深度除磷试验，旨在为深度除磷提供技术参考。

1 材料和方法

1.1 样品的采集

采样地点为环境敏感区某污水处理厂二期工程，日处理水量约为20万t，污水经过格栅和沉砂池后进入采用典型A2O工艺的生化池，生化池出水在二沉池沉淀后通过加氯接触池处理后排放。在污水厂沿程设置6个采样点：细格栅前、生化池进水点、厌氧池末端、缺氧池末端、好氧池末端、二沉池出水点。在采样点分别用采样瓶收集水样并尽快完成磷组分的检测，在36 d内共采集了10组样品。另外，在二沉池出水处不定时用水桶采集足够的污水用于化学除磷试验。

1.2 仪器与试剂

仪器：MY3000-6N六联混凝搅拌仪，武汉市梅宇仪器有限公司；FiveEasy台式pH计，梅特勒-托利多公司；GM-1.0隔膜真空泵及过滤器，天津津腾实验设备有限公司；DR6000紫外可见分光光度计，美国哈希公司。

药剂：磷酸二氢钾、钼酸铵、酒石酸锑钾、浓硫酸、抗坏血酸、氢氧化钠等，均为分析纯；聚合氯化铝（PAC，Al2O3质量分数不低于28%），市售工业品。

1.3 实验方法

1.3.1 磷组分分析

磷的测定采用钼酸铵分光光度法，将水样中的磷分成4种，分别为总磷、悬浮态磷、溶解性正磷酸盐和其他溶解性磷，采用不同处理方法进行检测和计算。原水样直接消解后测总磷；原水样经0.45 μm滤膜过滤后消解测可溶性总磷；过滤后不消解直接测溶解性正磷酸盐；总磷与可溶性总磷之差为悬浮态磷；可溶性总磷与溶解性正磷酸盐之差为其他溶解性磷。

1.3.2 混凝试验

混凝试验使用六联搅拌器，取1 L污水厂污水倒入搅拌杯中，投加一定量的絮凝剂，絮凝剂为用PAC粉末配制好的质量分数为2.5%的PAC溶液。设定快搅转速为200 r/min，搅拌时间为3 min；慢搅转速为50 r/min，搅拌时间为10 min；搅拌结束后沉淀时间为20 min，静置后取上清液进行磷浓度的测定。

2 结果与讨论

2.1 污水厂沿程的磷组分分析

对某污水处理厂沿程采集的10组水样进行检测，沿程磷组分质量浓度的变化见图1。

环境敏感地区城市污水处理厂超深度除磷研究

从图1总磷的沿程分布上看，细格栅前进水总磷仅为2.121 mg/L，经过初沉池处理后，生化池进水处的总磷下降到1.949 mg/L。厌氧池末端总磷增加至3.148 mg/L，达到沿程，这是由聚磷菌在厌氧条件下大量释磷造成的。在缺氧段聚磷菌也会一定程度释磷，但由于混合液的回流产生稀释作用，所以缺氧池末端总磷下降至2.794 mg/L。

因为生化池采用同步化学除磷，在正常生产中会在生化池内投加PAC溶液，所以在好氧池末端的总磷迅速降低到0.2 mg/L以下，总磷已经达到GB 18918—2002一级A的要求。二沉池出水和好氧末端的总磷基本保持一致，出水平均总磷为0.192 mg/L。

沿程各磷组分占总磷的质量分数见表1。

环境敏感地区城市污水处理厂超深度除磷研究