城市生活污水处理厂脱氮除磷研究

       摘要：污水处理一直是我国环保工作人员长期面对的难题，尤其是污水处理厂脱氮除磷工作。针对这一现状，本文结合笔者多年的工作经验，通过实验的方式探讨了污水处理厂脱氮除磷工作的开展，并根据实验结果对工艺方案进行调整，以提高污水处理厂脱氮除磷能力。 

　　关键词：污水处理厂；脱氮除磷；反硝化；实验分析 

　　随着我国社会经济建设步伐的加快，城市基础设施建设规模得到进一步的扩大，污水处理系统及配套的污水处理厂正逐步完善，这对污水处理厂的处理工艺技术也提出了更高的要求。脱氮除磷是城市生活污水处理厂的重要内容，如何做到出水水质全面及达标是污水处理厂亟待解决的难题之一。目前，许多污水处理厂运行年限较长，处理效果已经难以达到缓解的要求，并且传统的活性污泥法只能去除生活污水中的有机碳源污染，而无法解决污水中存在氮、磷污染的问题，这对城市生态环境的影响是巨大的。因此，污水处理厂的技术人员应积极采取有效的措施，调整污水处理的工艺控制思路，通过外投碳源强化生物脱氮以及增加化学除磷工序等措施，从而确保污水处理厂出水达标。 

　　1 合理选型外加碳源，保证出水氨氮、总氮达标 

　　反硝化是生物脱氮工艺去除总氮的最重要步骤，碳源是否够量决定缺氧段对硝酸盐的去除效率。反硝化速率的快慢与碳源的浓度及种类有关，所以为了实现外碳源投加量最少，同时满足出水总氮达标排放的要求，碳源的选型十分重要。 

　　1.1 实验室小试实验 

　　（1）药剂中COD含量分析见表1。 

　　表1 药剂中COD含量 

　　从表1的数据可以看出，污水中的甲醇COD值比较高。渗滤液的COD值比较低。 

　　（2）性价比及可行性分析。从中可以看出，甲醇的性价比最高，但由于其安全及风险防范管理成本过高，使用难度大，而醋酸钠的安全隐患小，管理成本最低，使用最方便。 

　　（3）醋酸钠用量与硝态氮去除效果的分析见图1。 

　　图1 去除率对比 

　　结论： 

　　（1）碳源添加后，硝态氮明显下降，其去除率与碳源加量成正比； 

　　（2）出水总氮与硝态氮的比例关系为0.65～0.67； 

　　（3）日处理水量60000m3，加量为50mg/L计算，每天加量为3000kg，根据化工公司报价2200元/t+150元（运费）=2350元/t，日用药费用为：2350×3=7050元，月费用为211500元。 

　　1.2 脱氮过程控制要点 

　　（1）保证硝化过程完全，严格控制生化池内的溶解氧浓度（DO：2～3mg/L），使得氨氮全部转化为硝态氮，缺氧段溶解氧小于0.5mg/L。以便反硝化过程顺利进行。 

　　（2）合理控制内外回流比。 

　　（3）根据出水硝态氮浓度，适时调整碳源用量。 

　　1.3 生产运行效果 

　　碳源投加后，生化系统C/N比增加，总氮的去除率由35.7%提高到59.8%，由于碳源投加量较少，投加碳源期间出水COD、SS、TP等水质指标均未发生变化，出水水质真正做到稳定达标。 

　　2 合理选择除磷药剂、确定药剂投加点、控制加药量 

　　由于合流制的污水处理厂在夏天下雨时进水B/P值过低，无法满足生物除磷的要求，出水总磷难以达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18917-2002一级A标准）以及广东省地方标准的《水污染物排放限值》（DB44/262001）第二时段一级标准的较严值。需要增加化学除磷。那么如何选择化学除磷药剂、确定药剂投加点、合理控制加药量至关重要。 

　　2.1 药剂选型实验 

　　考虑到药剂的絮凝效果和价格，我厂具体对聚合氯化铝（PAC）、固体硫酸铝、硫酸铝废液、液体硫酸铁这四种除磷药剂进行了对比试验。 

　　（1）固态除磷药剂对比见图。 

　　（2）液态除磷药剂对比见图。 

　　从实验室小试以及生产中试结果来看，聚合氯化铝、固体硫酸铝、硫酸铝废液总磷的去除率比较理想。 

　　（3）性价比及可行性分析见表2。 

　　图2 固体药剂加量（mg/L）去除率曲线（%） 

　　图3 液体药剂加量（‰）去除率曲线（%） 

　　表2 性价比及可行性分析 

　　从表4可以看出，硫酸铝的性价比要明显优于聚合氯化铝，生产废液的价格优势更为明显。 

　　2.2 加药点的选择 

　　通过对前置（缺氧段）、同步（曝气池末端）、后置（二沉池）这三个化学除磷的投加点进行对比分析，从总体效果来看，曝气池末端加药，既增加了化学药剂在系统的停留时间，同时利用二沉池絮凝沉淀的功能，使得二沉池出水SS明显降低，同时达到了提高总磷去除率的效果。 

　　2.3 合理控制加药量 

　　在进行系统加药的前几天，每日投加量保持在4～6t，过量的加药主要是为了增加生化系统内总磷的总负荷，待系统稳定后，在将药量控制在2～3t/d。 

　　目前，该厂化学药剂的投加主要废液为主，固体硫酸铝为辅的投加方式。废液用量为500mL/t水，使用后总磷的去除率达到80%以上。但由于废液中二氧化铝的含量存在不稳定性，这就要求以每批次产品的分析检测数据来指导生产，适时调整加药量。若废液的去除效率不高时，应及时更换为固体硫酸铝，目前固体硫酸铝的用量为30g/t水。 

　　通过改变二期工程剩余污泥的排放方式，使得二期剩余污泥回到一期生化池缺氧段内，污泥中残存的药剂，同时起到了前置加药的效果，降低了生物除磷的负荷，也提高了一期总磷的去除率。 

　　2.4 生产运行效果 

　　自增加了化学除磷以来，我厂TP的去除率均保持在80%以上，出水总磷做到稳定达标（图4）。 

　　图4 2012年1～6月份TP去除率 

　　3 结论 

　　通过探讨生活污水处理厂脱氮除磷处理工作，笔者总结出以下几点结论：①生物脱氮除磷和化学脱氮除磷技术有利于处理厂出水水质的稳定达标，且醋酸钠作为外加碳源药剂能够提高反硝化速率，保证出水总氮达标排放；②硫酸铝作为化学除磷药剂，具有较好的价格优势；③为进一步降低生产成本及节约能耗，在今后的技术创新工作可往生产废液、废料作为碳源的研究方向发展。 

　　参考文献： 

　　[1] 胡锋.污水处理厂脱氮除磷功能改造新技术[J].城市建设理论研究.2011年第17期 

　　[2] 郝晨光.城市生活污水处理厂升级改造中生物除磷脱氮工艺的分析探讨[J].科技之友.2009年第01期