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目前，國(guó)內(nèi)外生活污水多采用生物除磷或化學(xué)法除磷。生物除磷技術(shù)經(jīng)濟(jì)有效，在集中式污水處理廠中廣泛應(yīng)用。但是由于脫氮除磷之間固有的矛盾等，單純依靠生物方法總磷很難穩(wěn)定達(dá)到日趨嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)除磷經(jīng)常作為污水生物除磷的一種強(qiáng)化措施。適用于分散型生活污水的小型分散型污水處理裝置，對(duì)工藝條件變化更為敏感，生物除磷的穩(wěn)定性更易受到出水SS、脫氮條件等因素影響。因此，生物除磷劑書不大適用于脫氮除磷要求較高的小型污水處理裝置。小型污水處理裝置多采用化學(xué)除磷或鐵電解除磷。鐵電解除磷技術(shù)在運(yùn)行過程中需要耗電，另外國(guó)內(nèi)的鐵電解除磷技術(shù)在運(yùn)行穩(wěn)定性方面尚有待進(jìn)一步提高，化學(xué)法除磷是利用磷酸根與Fe3+、AL3+等氧離子反應(yīng)，生成不溶于水的沉淀，通過泥水分離達(dá)到去除污水中的磷的目的。其優(yōu)點(diǎn)是除磷效果好、效果穩(wěn)定。缺點(diǎn)是處理費(fèi)用較高，且產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥。此外除磷劑的投加需要溶解、計(jì)量、投加裝置等設(shè)備，需要一定的電力消耗和定期的維護(hù)管理，小型分散性污水處理裝置多在遠(yuǎn)離管網(wǎng)系統(tǒng)的農(nóng)村或城市偏遠(yuǎn)地區(qū)使用，通常在無人值守狀態(tài)下運(yùn)行，因此需要開發(fā)處理效率高、運(yùn)行成本低、維護(hù)管理方便的化學(xué)除磷技術(shù)，以應(yīng)對(duì)目前日益嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化問題。

筆者采用的新型緩釋除磷劑技術(shù)是日化Maintenance株式會(huì)社研發(fā)的一種適用于小型污水處理裝置的節(jié)能、免維護(hù)的新型除磷技術(shù)。通過在A/O工藝污水處理裝置中的應(yīng)用，對(duì)新型緩釋除磷劑的特性及處理效果進(jìn)行了研究。

1材料與方法

1.1污水除磷劑性能

新型緩釋型片劑狀除磷劑是一種鋁鹽無機(jī)化合物絮凝劑，為白色圓柱形片劑，每片質(zhì)量為200g，原水直徑60mm，高45mm，體積約127cm3，有輕微刺激性氣味。具有在水流的沖刷作用下緩慢溶解，同時(shí)保持一定強(qiáng)度和形狀的特性(圖1)。

1.2裝置概況

A/O工藝污水處理裝置是由曝氣格柵、調(diào)節(jié)槽、缺氧槽、好氧槽、除磷裝置、沉淀槽、消毒槽等構(gòu)成的一體化裝置。好氧槽中填裝了高效多孔懸浮填料，增加微生物的數(shù)量。裝置尺寸為以500mm×8000mm，裝置設(shè)計(jì)進(jìn)水流量為6m3/d，缺氧槽停留時(shí)間16h，好氧槽停留時(shí)間16.8h，沉淀槽停留時(shí)間為2.9h。使用的A/O工藝污水處理工藝流程及裝置構(gòu)造見圖2一圖4。

除磷裝置由若干組下部開孔的絮凝劑圓筒及水槽構(gòu)成(圖3)。絮凝劑圓筒的數(shù)量和水槽的寬度根據(jù)磷的進(jìn)出水濃度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。運(yùn)行中使用的水槽寬度410cm，與水流接觸的高度為20-30cm，槽內(nèi)水流速度為40~45m/h。將片劑狀固型絮凝劑置于下部開孔的φ80mmX300mm的絮凝劑圓筒(PVC材質(zhì))中。使用中根據(jù)原水濃度、出水水質(zhì)要求等，調(diào)整所需藥筒數(shù)量或沖刷強(qiáng)度，達(dá)到所需的除磷效果。

化學(xué)除磷可采用生物反應(yīng)池的前置投加、后置投加和同步投加，也可采用多點(diǎn)投加。該裝置采用的投加方式為同步投加，優(yōu)點(diǎn)是裝置緊湊，設(shè)備簡(jiǎn)單。使用過程中，通過小型氣提泵將沉淀槽上清液提升至除磷設(shè)備的水槽入口，在水槽中形成的水流在流經(jīng)水槽的過程中對(duì)絮凝劑圓筒中的片狀絮凝劑形成沖刷，在水流沖刷下緩慢溶解的絮凝劑溶液，通過自流流入好氧槽中，與污水中的磷發(fā)生絮凝反應(yīng)，在此過程中好氧槽同時(shí)起到混凝槽的作用，好氧槽中的生物污泥與化學(xué)污泥在隨后的沉淀槽中一同沉淀，起到除磷作用。

1.3試驗(yàn)用水

采用未經(jīng)化糞池的北京某小區(qū)的實(shí)際生活污水，原水水質(zhì)見表1。與集中式污水處理廠的原水水質(zhì)相比，有機(jī)物、氨氮、總氮濃度較高，可生化性好。

1.4分析項(xiàng)目及方法

評(píng)價(jià)試驗(yàn)過程中的水質(zhì)分析方法見表2。

1.5運(yùn)行條件

污水除磷劑性能測(cè)試期間原水水溫為28~29.4℃。除磷劑投加前工藝系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，缺氧槽和好氧槽的MLSS為3000~3500mg/L?；钚晕勰噻R檢中觀察到大量的原生動(dòng)物與后生動(dòng)物，優(yōu)勢(shì)種群有累枝蟲、檐纖蟲、草履蟲、輪蟲等，形成了穩(wěn)定的生態(tài)體系。試驗(yàn)開始前活性污泥中的微生物數(shù)量為6000。10000個(gè)/mL。系統(tǒng)污泥回流比為150%左右，硝化液回流比為400%左右。

投加污水除磷劑l~2d后出水基本穩(wěn)定，正式開始系統(tǒng)測(cè)試。測(cè)試持續(xù)時(shí)間共計(jì)22d，期間調(diào)整不同的污水除磷劑用量，以考察不同污水除磷劑用量下的去除效果。停止投加污水除磷劑后，觀察持續(xù)了14d，以確認(rèn)后續(xù)效果及進(jìn)行對(duì)比。

2結(jié)果與討論

污水除磷劑性能測(cè)試期間，系統(tǒng)BOD，的平均去除率為97.8%;CODcr的平均去除率為94.9%;氨氮的平均去除率為89.1%;TN的平均去除率為75.4%，出水效果較穩(wěn)定。

2.1不同污水除磷劑用量下的TP去除效果

測(cè)試期間原水濃度及不同污水除磷劑使用情況下的處理效果見圖5及表3。

從表3可以看出，隨著污水除磷劑筒使用數(shù)量的增加，除磷效果隨之提高。當(dāng)藥筒使用數(shù)為9個(gè)，平均藥片用量為12.1片/d時(shí)，好氧槽出水上清液的11P濃度達(dá)到1mg/L以下，較終出水的TP濃度為0.5-1.8mg/L，平均去除率為82.4%一87.O%。從表3可以看出，在不同污水除磷劑用量情況下，均出現(xiàn)好氧槽出水上清液的11P去除率比沉淀池出水磷去除率高4%一7%的現(xiàn)象，表明沉淀池內(nèi)有磷的釋放現(xiàn)象發(fā)生，這與沉淀池污泥回流系統(tǒng)的不穩(wěn)定，有污泥上浮的現(xiàn)象有關(guān)。從表3可以看出，使用15個(gè)藥筒與使用12個(gè)藥筒相比，處理效果沒有明顯提升。污水除磷劑的用量與處理效果的數(shù)據(jù)顯示該系統(tǒng)的化學(xué)除磷劑較佳用量為12.1片/d，相當(dāng)于2片，m3污水。

第23天起停止投加除磷劑，但是磷的去除效果直到一周之后恢復(fù)到原來的沒加藥時(shí)段的狀態(tài)。在無污水除磷劑作用下的系統(tǒng)出水11P濃度為4.40-6.00mg/L，平均值為4.90mg/L，去除率約為40%。這部分磷的去除主要是好氧微生物在進(jìn)行有機(jī)物降解時(shí)作為無機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽被利用以及部分生物除磷的作用。

2.2剩余污泥的產(chǎn)生

化學(xué)除磷劑的使用會(huì)增加剩余污泥量。除磷劑投加期間各階段的污泥濃度及平均污泥增加速度見表4。系統(tǒng)開始投加除磷劑后污泥濃度平均增長(zhǎng)速度為136.5~163.6mg/(L·d)[平均為150.0mg/(L·d)]。除磷劑的性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)于第22天結(jié)束，之后系統(tǒng)的活性污泥的增長(zhǎng)速度隨之下降，第23～26天活性污泥增長(zhǎng)速度為32mg/(L·d).化學(xué)除磷劑使用期間，由于系統(tǒng)內(nèi)的污泥濃度增長(zhǎng)速度較快，在此期間系統(tǒng)共排泥2次，分別為第11天和第22天。使用除磷劑后活性污泥濃度升高。活性污泥的黏度也較使用前有所增加，由于回流管道偏細(xì)，導(dǎo)致污泥回流出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。

2.3對(duì)微生物等的影響

系統(tǒng)投加新型緩釋型除磷劑后，定期進(jìn)行微生物鏡檢，觀察好氧槽活性污泥中的微生物，測(cè)試期間系統(tǒng)中的微生物數(shù)量為6000~10000個(gè)/mL，種類主要包括累枝蟲、楣纖蟲、輪蟲等，與投加污水除磷劑之前相比沒有發(fā)生明顯變化。槽體為FRP材質(zhì)，PVC管道，工藝運(yùn)行期間未發(fā)生曝氣管路堵塞，管壁、槽壁結(jié)垢等現(xiàn)象。

3結(jié)論

(1)新型緩釋型除磷劑技術(shù)的特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)管理方便，使用中除了定期添加污水除磷劑外，基本不需要任何維護(hù)管理，適用于小型分散型污水處理裝置的除磷。

(2)在污水處理裝置的工程化應(yīng)用中，當(dāng)污水除磷劑用量為每m3污水2片(200g/片)的情況下，可以達(dá)到82%~87%的處理效果。改善系統(tǒng)的污泥回流效果，去除率有望進(jìn)一步提高。

(3)系統(tǒng)開始投加除磷劑后污泥濃度平均增長(zhǎng)速度為150.0mg/(L·d)，測(cè)試期間除磷劑的使用過程中，好氧槽內(nèi)的微生物數(shù)量、種類未見明顯變化。

(4)工程化應(yīng)用中在根據(jù)污水水質(zhì)等對(duì)化學(xué)污水除磷劑的投加量進(jìn)行試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定較佳投加量，以實(shí)現(xiàn)較優(yōu)化的除磷效果。