常用污水除磷剂除磷效果及投药成本比较

总磷是城镇污水处理厂运行中较难控制的指标之一。部分城镇污水处理厂，尤其是南方地区．实际运行中存在碳氯比长期低于4的情况，碳源不足导致生物除磷效果不佳。单靠生物处理方法不能满足日益严格的出水排放标准。为了提高TF去除率，通常需要辅以化学药剂除磷。

不同污水除磷剂对污水处理厂水质的适应情况不同。选用常见污水除磷剂进行实验室试验，依据试验结果分析不同污水除磷剂的去除效果与投药成本，可为除磷药剂的选用提供有效依据。

1常见污水除磷剂介绍

生产中常用的污水除磷剂为金属离子盐，如钙盐、铁盐、铝盐以及铁铝复合盐。

钙盐石灰是一种廉价易得的污水除磷剂，但使用中pH必须调整到较高水平才能使残留的溶解总磷浓度降至较低水平。由于钙盐除磷处理后的出水pH在10.5左右，很过污水处理厂出水PH标准值6-9，需要另外投加药剂调整PH才能达标排放，所以一般不采用石灰除磷。

铁盐、铝盐及铁铝复合盐是现在污水处理厂常用的几种污水除磷剂。除磷过程反应原理为：金属离子溶于水后一方面与磷酸根反应形成难溶的盐，另一方面溶解和吸水发生水解反应生成长线性多核羟基络合物，通过电中和、吸附架桥和絮凝体的卷扫使胶体凝聚，再通过沉淀分离去除。铁盐和铝盐除磷较大的特点是投药前后pH波动不大，在pH为6～8条件下适应较好。

市场常见的污水除磷剂包括聚氯化铝(PAC)、聚氯化铝铁，聚硫酸铣、聚硫酸铁铝和硫酸铝等，本次试验即选用这几种污水除磷剂。

2试验过程和记录

2.1试验场所

试验场所位于南方某污水处理厂内．该厂于2OO4年8月建成投产运行，污水处理采用A2/O工艺处理规模为10万m2/d，工艺流程见图1。

查阅该厂运行数据，出水在不投加污水除磷剂的情况下，生化处理出水TP较高值为1.36mg/L(2013年统汁数据,见表1)，出水标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准Tp1.0mg/L。工艺设计上虽有脱氯和除磷单元，但常年进水C/N较低，工艺运行脱氮效果稳定，不能兼顾除磷．出水TP很过1.0mg/L的风险较大。

该厂原始设计投加药剂为PAC，采用液体除磷剂，通过计量泵准确控制投加量，投加点位于曝气池出水口，即除磷方式为同步除磷投药后通过搅拌器混合后进入沉淀池，沉淀池为周进周出辐流式，剩余污泥通过回流泵输送至污泥车间离心脱水，TP随剩余污泥去除。

2：试验过程

考虑到固体污水除磷剂配置需耗费大较的人力，使用操作较为繁琐，且生产已有的投药系统为液体投药系统，本次试验选用药剂均为液体，由药剂供应商直接提供。

试验期间水量较为充足，进水流量5000m3/h．为设计负荷的1.2倍，保持稳定运行，进水水温为26℃，厌氧池和缺氧池停留时间为1.25h，外回流比为52%．污泥龄约为10d，生物池负荷约为0.078kgBOD5/(kgMLVSS.d)。溶解氧探头设置在曝气区的上游，生物池平均溶解氧为1.2mg/L。

试验原水取自该污水厂曝气池出水口，采用5L，的金属桶取混合液，同一时间的水样分为四组，分别投加不同浓度的同种污水除磷剂，污水除磷剂配置成金属离子摩尔浓度均为mol/L的溶液（药剂原液浓度均由厂家提供）。原水先搅拌完全，然后投加不同量的除磷剂，投加后持续搅拌约30s，再静置沉淀30min后，用注射器取水面以下约2cm处上清液100mL，送至检验室检测上清液TP浓度，总磷的测定方法采用GB/T11893-1989钼酸铵分光光度法。

2.3试验结果

对该厂曝气池出水分别投加PAC、聚氯化铝铁、聚硫酸铁、聚硫酸铁铝和硫酸铝，以上清液TP作为指标，试验各种药剂对污水厂水质的适应情况。不同药剂不同投加量下的除磷认验结果见表2。

3试验结果分析

3.1除磷效果分析

根据试验结果，分析各种药剂不同投加量情形下的上清液总磷浓度，进而换算各种药剂不同投加量情形下的总磷去除量。从中发现，各种药剂的投加量与总磷去除量呈线性关系，相关系数R2>0.98。

由图2、图3可知，试验范围内上清液TP浓度基本随着加药量的增加而呈现线性降低；铁盐除磷剂去除效果要优于铝盐污水除磷剂。

按生化处理后TP为1.36mg/L时，须通过药剂去除TP至0.36mg/L。依据去除量计算每升水所需要的不同污水除磷剂投加量依次为PAC37.56mg，聚氯化铝铁35.32mg、聚硫酸铁A20.35mg、聚硫酸铁B26.69mg、聚硫酸铁铝24.97mg，硫酸铝28.34mg。

表3表明聚硫酸铁A投加量较低，对该厂水质较适合，除磷效率较高；PAC投加量较大，不适应该厂水质，相比其他污水除磷剂，除磷效率较差。

3.2投药成本分析

参考2013年各种药剂的市面价格计算单位药剂除磷成本见表4，各种污水除磷剂单位投药成本见图4。

分忻表3和图4知，单位药剂除磷成本中由低到高依次为：聚硫酸铁A、聚硫酸铁铝、聚硫酸铁B、硫酸铝、聚氯化铝铁、PAC。其中聚硫酸铁A单位除磷成本为0.0112元/m3，硫酸铝单位除磷成本为0.0147元/m3。

3.3综合比选

考虑到该厂投药系统按投加PAC设计，而铁盐污水除磷剂具有较强的腐蚀性，若选用聚硫酸铁需对原有设备进行防腐改造，另外，铁盐污水除磷剂容易造成出水色度难达标的问题。综合考虑，该厂未采用聚硫酸铁A，较终选用硫酸铝作为污水除磷剂。

4结论

选用合适污水处理厂运行特征的高效经济除磷剂，一直是技术工作人员努力的目标。本次试验在某厂特定时间和工况下进行，不代表一般的污水处理厂情况，但所用试验与分析方法可为其他污水处理厂选择适合的污水除磷剂提供定的借鉴与参考。

本次试验结论如下：

(1)按除磷效果来看，铁盐优于铝盐；其中在铝盐中除磷效果较好的是硫酸铝。

(2)分析投药成本，聚硫酸铁A为较经济的除磷剂，其次是硫酸铝。

试验所用药剂均为厂家提供的样品，试验前未对样品金属离子含量进行检测，有必要进一步分析有效投加量。下一步还需对投药之后的出水PH、SVI、色度等指标进行分析，同时进行生产性试验验证。