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三种除磷剂的比较分析

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一．生产性试验期间进水TP值 1
二． 生产性试验期间深度处理段药剂投加量 2
三．三种除磷剂的除磷效果对比 2
四．三种除磷剂的处理成本对比 4
五．试验期间生物除磷数据分析 5
六．三种药剂的优缺点对比 7
七．结论 8

生物除磷是一种较为经济的除磷技术，但是运行期间稳定性较差，去除效果受季节、水质变化影响大，出水水质监测中，经常出现TP超标的问题。而化学除磷则具有高效、廉价、运行稳定的特点。本文主要通过在污水分公司好氧池末端投加化学除磷药剂，探究聚合氯化铝（PAC）、益维磷和聚合硫酸铁（PFS）三种药剂的生产性除磷效果和处理成本。（说明：PAC试验数据取自10月整月数据，益维磷数据为11.03-11.15，聚铁数据为11.17-11.24）
一．生产性试验期间进水TP值

图1 试验期间进水TP曲线图
由图1可以看出，在好氧池末端投加PAC作为化学除磷药剂期间，污水厂进水TP在2.34-8.21mg/L之间波动，均值为3.65mg/L；在益维磷投加期间进水TP在2.15-5.13之间波动，均值为3.88mg/L；在PFS投加期间，进水TP在3.79-4.57mg/L 之间波动，均值为4.08mg/L，相比PAC与益维磷投加期间，进水TP稍有提高。
二． 生产性试验期间深度处理段药剂投加量

图2 试验期间深度处理段PAC投加量
由图2可以看出，试验期间，在好氧池末端投加三种药剂时，深度处理段PAC的投加量为PAC最多，益维磷与聚合硫酸铁相当。
三．三种除磷剂的除磷效果对比过对比最好用除磷效率比较合适

图2 三种除磷剂处理效果曲线图
益维磷与聚合硫酸铁生产性试验期间，对好氧池出水、二沉池出水及在线出水进行了跟踪。
由图2可以看出，益维磷投加期间，好氧池出水（加药前）PO43-在0.95-1.52mg/L之间波动，均值为1.22mg/L，加药后二沉池出水PO43-在0.74-1.12mg/L之间波动，均值达到0.92mg/L，经深度处理段除磷后在线出水TP稳定在0.3mg/L以下。
PFS投加期间，好氧池出水（加药前）PO43-在0.99-1.45mg/L之间波动，均值为1.21mg/L，加药后二沉池出水PO43-在0.68-0.98mg/L之间波动，均值达到0.84mg/L，经深度处理段除磷后在线出水TP在0.24-0.35mg/L以下，均值为0.29mg/L。
PAC投加期间，二沉池出水在0.73-1.31mg/L之间波动，整体呈上升趋势，均值为1.0mg/L，经深度处理段除磷后在线出水TP在0.18-0.42mg/L之间波动，波动较大，存在超标风险，均值为0.32mg/L。
综上，对比二沉池出水PO43-数据，可以看出三种药剂的除磷效果为PFS > 益维磷 > PAC。
四．三种除磷剂的处理成本对比

图3 三种除磷药剂的投加浓度及处理成本图
由图3可以看出，PAC的投加浓度在5.62-8.41mg/L之间波动，相对稳此描述采用列表的形式更直观：投加的质量比、去除效率、投加量、价格等
定，均值为7.85mg/L，处理成本在0.03-0.05元/吨水之间波动，均值为0.04元/吨水。益维磷试验期间投加浓度在12.12-33.86mg/L 之间波动，均值为22.83mg/L，处理成本为0.064元/吨水。PFS试验期间投加浓度在2.95-8.66mg/L 之间波动，均值为6.15mg/L，处理成本为0.023元/吨水。（在最初试验时，为了确保稳定达标，益维磷与聚铁均加大了药剂的投加量。PAC单价410元/吨，PFS暂按410元/吨，益维磷2800元/吨）
因此，综上可得出三种药剂的处理成本为益维磷 > PAC > PFS。
五．试验期间生物除磷数据分析
（1） 厌氧释磷可以印证一下释磷为负值的时间段其投加药剂量及浓度是否有变化，则结论就更有说服力

图4 厌氧释磷图
如图所示，厌氧池进水PO43-在1.4-2.6mg/L之间波动；释磷量在-0.34~0.87之间。理论上认为，聚磷菌在厌氧状态下只能直接利用挥发性脂肪酸（VFAs）形成PHB，释放出磷酸盐，释磷量应为正值。出现负值分析认为是除磷药剂投加过量，过量投加的药剂随回流污泥回流至厌氧池，在厌氧池发生混凝剂吸附磷的反应，导致PO43-值降低。
（2） 好氧吸磷

图5 好氧吸磷图
由图可以看出，好氧池出水加药前PO43-在0.99-1.5mg/L之间波动，均值为1.24mg/L；好氧池吸磷量在0-1.11之间波动，均值为0.40mg/L。
2015-2016年释磷量与吸磷量记录表
日期
厌氧释磷
好氧吸磷
厌氧池进水
厌氧池出水
释磷量
好氧池进水
好氧池出水
吸磷量
2015.07.15
10.63
14.34
3.71
5.8
3.77
203
2015.07.31
8.48
14.93
6.45
7.27
2.15
5.12
2015.08.28
7.79
19.95
12.16
9.78
4.37
5.41
2015.09.16
6.32
10.17
3.85
3.55
1.29
2.26
2015.10.16
10.89
13.95
3.06
4.6
1.94
2.66
2015.12.17
17.28
22.82
5.54
7.02
2.69
4.33
2016.05.25
20.38
23.31
2.93
10.66
6.37
4.29
2016.07.06
9.29
11.57
2.28
6.29
2.64
3.65
2016.08.24
7.07
8.48
1.41
6.32
4.24
2.08
对比2015年-2016年监测的厌氧池释磷量和好氧池吸磷量，目前的释磷和吸磷效果不佳，说明除磷药剂的投加对生物除磷产生了一定的影响。分析认为：在生物处理系统内，PO43-与回流污泥中残余的化学除磷药剂形成溶解度相对较小的磷酸盐沉淀，这种沉淀物不会在好氧阶段被聚磷菌利用，导致好氧吸磷所需磷不足，聚磷量降低，并直接影响厌氧释磷。这种周而复始的影响下，生物系统的厌氧释磷、好氧吸磷功能逐步丧失，从而体现为化学协同除磷导致污水处理厂生物除磷能力下降。
六．三种药剂的优缺点对比
（1）聚合氯化铝
铝盐的优点是长期以来我国水处理除磷试剂普遍采用铝盐混凝剂，具有丰富的实践经验及运行管理经验；其溶液酸性较弱，对设备基本不存在腐蚀性。
缺点：a.有效成分较低；
b.与铁盐相比，适用的pH值较小，受水温的影响较大；
c.对生物会有一定影响。
（2）益维磷
由于本产品不是水处理除磷试剂中普遍采用的药剂，因此产品的特点只能是厂家提供的特点：
a.高效：除磷效率可高达95%以上，处理后的水质优于国家一级A排放标准；
b.经济：具有投加量小，污泥增加量少，综合成本低的优点；
c.便捷：投加简单方便，不改变原有工艺，可根据工艺条件和污水水质选择合适的投加点；
d.安全：对微生物群无影响，同时具有降低出水SS功能。
但在我厂药剂试验效果比较中，发现其药剂成本并不低。
（3）聚合硫酸铁
铁盐的优点主要是适用的pH值范围大，受水温的影响小。
缺点：a.由于铁盐与水中的杂志形成溶剂性络合物，造成出水带黄色；
b.铁盐的酸性较强，对设备存在一定的腐蚀性。
有研究发现，硝化菌和亚硝化菌的活性均会受到投加铁盐的影响，可能是由于污泥絮体紧密性的增强限制了硝化菌与氧气接触，损坏了它们的活动，但投加Fe（Ⅲ）所形成的絮体结构相对松散，其影响比Fe（Ⅱ）稍小。
七．结论
结论：（1）在PAC、PFS和益维磷三种药剂生产性试验期间进水TP相对稳定，深度处理段除磷剂加药正常，不会对试验效果产生影响。
（2） 三种药剂的除磷效果为PFS > 益维磷 > PAC，处理成本为益维磷 > PAC > PFS，PFS处理效果最好，成本最低。
（3） 除磷药剂的投加，对生物除磷产生了一定的抑制作用，厌氧释磷量与好氧吸磷量出现大幅下降，药剂投加量的过大甚至导致厌氧池吸磷现象。