城市污水处理厂强化除磷工艺研究

魏淑珍　张慧　陈云臻

摘 要：结合城市污水处理厂升级改造除磷工程实例，探讨强化除磷工艺，即CASS工艺。经过实证研究发现，合理选择药剂剂投加位置，可使污水厂出水TP稳定达到0.30mg/L以下。这符合《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》表1一级A标准限值，达到预期设计效果。

关键词：CASS污水处理工艺；化学除磷；除磷强化措施

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2017）06-0157-02

Phosphorus Removal Process Research of Municipal

Wastewater Treatment Plant

Wei Shuzhen1 Zhang Hui1 Chen yunzhen2

（1. Environmental Monitoring Station of Wuyang Environmental Protection Bureau，Luohe Henan 462000；

2 .Luohe Environmental Monitoring Center Station，Luohe Henan 462000）

Abstract： Combined with the example of the phosphorus removal project in the upgrading of urban sewage treatment plant， this paper probed into the measures for strengthening the phosphorus removal process of CASS. Through the empirical research， it was found that the reasonable selection of the dosing position of the reagent could make the effluent TP of the sewage treatment plant be stable below 0.30mg/L. This conforms to the "discharge standar of pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant（GB18918-2002）"Table 1， the first class A standard limit， and achieve the desired design results.

Keywords： CASS wastewater treatment process；chemical phosphorus removal；phosphorus removal measures

磷是一种刺激和加剧藻类等可进行光合作用微生物生长的重要营养元素[1]。水中的磷含量过高则容易引起水体的富营养化。一般认为，天然水体中总磷含量大于0.02mg/L就认定该水质处于富营养状态[2]。近年来，随着我国工业、农业的高速发展和人民生活水平的提高，大量的污水排放造成水体富营养化。因此，控制水体的富营养化即对磷进行强化去除，已成为水污染控制的一件大事。

1 水体富营养化问题的危害及城市污水处理厂排放要求

1.1 水体富营养化问题的危害

总体来说，我国水体中的磷主要来自农业污染源、生活污染源及工业污染源。水体富营养化问题的危害[3]很大，影响深远。水体富营养化的危害主要有：①富营养化的直接后果是水藻类植物暴长，水体含氧量急剧下降，导致鱼类贝、类等水族动物因缺氧死亡，同时扼制了这些生物的繁殖；②影响水源水质，加大水处理的难度，增加处理成本；③降低水体的透明度，使水体变得腥臭难闻，水体感观性状恶化，降低水体美学价值；④富营养化水体底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生有害气体，如生成难以降解的腐殖酸，导致水资源不能使用。

1.2 国家标准对城市污水处理厂的排水要求

城市污水处理系统主要是通过微生物的作用去除水中的污染物。但在生物处理过程中，脱氮和除磷往往相互抑制，生物法同时脱氮除磷较难达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》[4]的要求，因此现在城市污水厂多采用化学药剂辅助除磷方法。

2005年以前，污水处理厂设计按照《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》一级B标准要求设计，出水水质总磷（以P计）为1.5mg/L。目前，按照《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》一级A标准要求，出水水质总磷（以P计）为1mg/L。

2 废水除磷技术概述

污水除磷的方法可以分为物理化学处理法、生物处理法和人工湿地技术三类[5]。其中，物理化学法主要包括化学凝聚沉淀法、吸附法、结晶法、离子交换法以及化学辅助除磷，凝聚沉淀法是最常用的化学除磷技术；生物法包括活性污泥法和生物膜法；生物法與生态法相结合的有人工湿地除磷处理技术，这些方法多用于污水的二级处理或者饮用水的含磷处理。

化学除磷的基本原理是通过向污水中投加金属化学药剂，使之与磷反应生成不溶性磷酸盐，再通过固液分离将磷从污水中除去。用于化学除磷的金属盐主要有三种：钙盐、铁盐和铝盐。

3 CASS工艺污水处理站处理工艺

漯河市某城市污水处理厂设计处理规模5万m3/d，采用CASS处理工艺。由于建设时间较早，设计采用的出水标准偏低，设计出水执行《污水综合排放标准（GB 8978-1996）》中表4“城镇二级污水处理厂”二级出水标准要求（其中，COD≤70mg/L，氨氮≤15mg/L，总磷≤1.5mg/L）。

实际运行过程中，部分进水水质指标与设计值偏差较大，污水处理工艺未考虑除磷功能，出水水质指标CODCr、BOD5、SS、NH3-N和TN均能满足设计要求，只有出水TP有超标现象。

根据《漯河市环境保护“十二五”规划》，“十二五”期间，推进全市现有城镇污水处理厂升级改造，提高污水处理设施脱氮除磷能力，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》一级A排放标准。

升级改造工程设计思想保持现有的CASS二级生物处理工艺及处理规模不变，适当延长CASS池运行周期，在现有生物除磷工艺的基础上增加化学除磷工艺，并在其后端新增后置反硝化深床滤池、纤维转盘滤池。CASS二级生物处理工艺改造前后對比如图1所示。

4 除磷工艺选择

通过对污水厂进出水水质及各工艺去除效果进行分析，认为主要问题是生物处理系统污泥浓度低，污泥流失严重。

由于产业结构调整，关停了一批污染大户，污水厂进水有机物浓度降低，加之实际进水量也远小于设计值，造成生物处理阶段有机容积负荷远低于设计值，整个生物处理系统难以维持有效的生物量，致使出水TP及SS等不稳定，甚至不能达标。生物后混凝工艺可以改善污泥流失问题，提高磷的去除率，但仍不能保证废水达标排放。因此，保持现有的CASS二级生物处理工艺，在现有生物除磷工艺的基础上增加化学除磷工艺，以确保出水的磷浓度在排放标准内。

化学除磷主要是向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中去除。

按工艺流程中化学药剂投加点的不同，化学沉淀除磷工艺可分为前置沉淀、同步沉淀和后置沉淀三种类型[3]。

经过比较三种投加类型的优缺点，考虑工艺的运行灵活性，本次设计设置同步、后置两个投加点。药剂投加量的多少可以根据污水厂实际运行情况来确定。

聚合氯化铝（PAC）在有效性和低温混凝性能等方面具有优势，本工程混凝剂经过试验和比选，考虑采用聚合氯化铝（PAC）。

5 效果

经权威检测机构检测，污水净化中心升级改造工程完成后污水处理系统外排废水总磷日均浓度值范围为0.288～0.300mg/L，符合《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》表1一级A标准限值，总磷去除效率为79.1%，达到预期设计效果。

参考文献：

[1]Mainstone CP，Parr W.Phosphorus in rivers--ecology and management[J].Sci Total Environ，2002（2）：25-47.

[2]何强.环境学导论[M].北京：清华大学出版社，1994.

[3]王宝贞.水污染控制工程[M].北京：高等教育出版社，1999.

[4]国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局.GB18918-2002.城镇污水处理厂污染物排放标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[5]王文超.低碳源城市污水化学辅助除磷试验研究[D].济南：山东建筑大学，2008.