1.河源市广业环保有限公司；2.河源市和平县水质净化厂
摘要：在纳污水体低于典型南方污水厂有机浓度下，城镇污水处理厂的生物脱氮除磷选择是偏向于脱氮为主、辅助化学除磷的工艺控制思路。河源市广业环保有限公司下属和平县水质净化厂在化学除磷药剂铁盐、铝盐的小试、中试应用上，能稳定控制出水总磷指标一级A排放标准。
关键词：污水厂 脱氮除磷 化学除磷 达标排放
河源市广业环保有限公司和平县城市污水处理厂分两期项目，总规模为3.0万吨/天，采用A/A/O微曝氧化沟+高效纤维滤池工艺。出水质量需达广东省《水污染排放限值》城镇二级污水处理厂第2时段一级和国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准较严者。在纳污水体有机浓度低下，工艺控制是偏向于脱氮为主、辅助化学除磷的措施。和平厂在化学除磷药剂铁盐、铝盐的小试、中试应用上，能稳定控制出水总磷指标一级A排放标准。
2018年6月，根据河源市环保局《关于在线污染源自动监控系统加装总氮、总磷排放自动监测设备的通知》（河环函〔2017〕533号）要求，河源市广业环保有限公司下属和平县城市污水处理厂（下称：和平厂），于5月份完成总氮、总磷在线仪表的仪表安装、调试、联网上线事项。在此客观形式下，和平厂开展一系例工艺系统运行情况排查、提高生物除磷效率、辅助化学除磷的措施，以实现出水总磷指标稳定达标。在化学除磷药剂铁盐、铝盐的筛选、小试实验、中试应用中，确认选择聚合硫酸铁（液态PFS）药剂。化学除磷药剂铁盐、铝盐在污水厂的应用中，两种药剂均能实现出水质量总磷指标稳定达标控制，在运行成本控制上铁盐优于铝盐除磷剂、而铁盐应用中有投加过量及不足，都不能实现总磷达标控制，并且过量会导致出水PH值降低、色度偏黄、悬浮颗粒增多；铝盐则不会有该种现象。对带式脱水机系统影响，铝盐会造成压泥效果差，不易压榨的现象，而铁盐则不会有该现象。
一、和平厂工艺运行的状态。
2018年上半年，和平厂总处理水量530.46万吨，日均值2.93万吨，一二期共处理率97.69%。经化验室内部检测数据，进水COD值104.18mg/L、BOD值33.63mg/L、氨氮值15.44mg/L、总氮值18.59mg/L、总磷值1.82mg/L；出水COD值15.09mg/L、BOD值3.71mg/L、氨氮值0.27mg/L、总氮值8.72mg/L、总磷值0.47mg/L。
工艺系统的受纳水体有厂区进水和厂外泵站进水，以进水B/C的可生化性不高的现象，进水水质受纳水体有受纳污管网完善程度的影响，整体进水水质是低于典型南方城镇污水处理厂水质。和平厂生化处理段是A2/O+微曝氧化沟工艺，根据2018年上半年生产运行数据汇总，可判断出几个运行状态：
1、工艺系统运行正常，是以生物脱氮为主、辅助化学除磷的运行方式。
①氨氮的去除率很高，溶解氧量充分且过量。以出水氨氮标准5mg/L，日常运行中，已控制出水氨氮均值0.27mg/L，在能耗上有节省的空间。根据二期施工图纸，一、二期鼓风机系统的主风管是联通，能否进行调节。建议可控制出水氨氮在2mg/L左右，保障达标基础上进一步节省用电量。②总氮的去除率均值53%，因进水总氮的数据不高，总氮指标是较好控制。③出水氨氮与总氮的数据表明，氧化沟的硝化反应正常，氨氮转化为硝态氮后，在缺氧段反硝化反应作用可使硝态氮转化成氮气而逸入大气。根据实际情况调节内回流门的开启，需要中控室人员日常管理中，根据分析数据进行调控。④总磷的去除率均值74%，是生物除磷和化学除磷的共同效果。⑤氧化沟MLSS值约6500mg/L左右，SV30%在30%左右，生化处理工段的污泥浓度量略高，下面可推算活性污泥的污泥龄等运行参数。
2、从化验数据，结合工艺图纸，对工艺运行状态进行初步的推断：
以和平厂2018年5月运行数据计算，进水量2.93万吨/日、进水BOD5值33.63mg/L、MLSS值6500mg/L；二期氧化沟有效容积9901.5立方（82m*23m*5.25m以图纸数据估算会偏大）、二沉池有效容积2826立方（Φ30米、高4.0米）；日排泥量10吨。
①水力停留时间中，氧化沟有16小时、二沉池有4.6小时。若按1.5万吨/天来计算，一期氧化沟水务停留时间约15小时、二沉池约4.5小时，现因进水水量没有满负荷运行，则水力停留时间会长，此参数对二沉池沉淀时间延长是利好，对于氧化沟单个参数而言，影响不大。
②氧化沟污泥负荷约在0.015kgBOD5/kgMLSS●d。经核算，和平厂氧化沟污泥负荷数据远远低于A2/O+微曝氧化沟工艺的污泥负荷参照经验值0.05~0.10kgBOD5/kgMLSS●d，同时，也体现氧化沟调控手段单一的弊端。但也可以实际运行中，对配水、配气、配泥进行平衡调控方式，和平厂有一、二期项目均可以在运营中试验。为试验改变活性污泥的生长环境，我们可以通过提高其中一期工艺系统的进水量、减少其MLSS，使F/M值提高，优化其中一期工艺系统的活性污泥，可使得该系统活性污泥的生长环境改善，预期通过日常控制和巡查可以看到该期活性污泥的状态较好，SV30%、SVI数据均可上升，絮状良好和沉降适中。这种方式就是讨索生化处理工段的处理效果，并包括生物除磷的优化调控。
③工艺系统的污泥龄约为35天左右，工艺系统是偏向脱氮。在5月份，和平厂共产泥量393吨、日产污泥量约12吨左右污泥量（含水率80%），MLSS基数大并未给工艺运行带来利好因素。
④MLSS基数大而与脱水机产泥量的相应关系，这点放至脱水处理段详述。因污泥处置的运输成本较高，维持氧化沟MLSS基数大，相应剩余污泥运输及处置费用是较高。生产运行管理中，和平厂不必要维持较高MLSS值。
二、和平厂化学除磷药剂小试、中试。
1、和平厂化学除磷试验药剂小试、中试。
2018年4月27日，和平厂开展化学除磷小试实验，取好氧段混合液（200ml），加入定量液态除磷剂（原液5ml稀释至50ml）后，对应下表加入0.8ml、1.2ml、1.6ml，均搅拌3分钟、静沉30分钟，取上清液检测TP、PH数据。详见下表1：化学除磷小试数据表。
经小试数据，聚铁盐药剂比重1.5、聚铝盐药剂比重1.3，小试的数据表明，选择投加浓度聚铁盐60mg/L时、聚铝盐50mg/L时，可控制出水总磷指标在0.5mg/L达标范围。
2018年5月上旬，和平厂开展化学除磷中试实验，采用聚合氯化铝（AL2O3≥24%），日处理水量2.835万吨时，需投加1.2吨聚合氯化铝药剂，出水总磷指标0.39mg/L；采用聚合硫酸铁（有效成分≥11%），日处理水量2.97万吨时，需投加1.28吨聚合氯化铝药剂，出水总磷指标0.32mg/L。
2、和平厂化学除磷应用的效果及运行成本控制。
2019年5月，和平厂经过对聚合氯化铝、聚合硫酸铁两种除磷剂的实际工程应用，结合药剂市场价格等数据，核算化学除磷单项药剂费用的运行成本，其聚合硫酸铁运行成本0.043元/吨、聚合氯化铝运行成本0.096元/吨。在两种药剂均能满足出水质量总磷达标排放基础上，为了节约运行成本，选择聚合硫酸铁药剂为日常生产运行的除磷药剂。
四、结束语
和平厂在对铁盐、铝盐两种除磷药剂的工程应用中，发现在运行成本控制上铁盐优于铝盐除磷剂、而铁盐应用中有投加过量及不足，都不能实现总磷达标控制，并且过量会导致出水PH值降低、色度偏黄、悬浮颗粒增多；铝盐则不会有该种现象。对带式脱水机系统影响，铝盐会造成压泥效果差，不易压榨的现象，而铁盐则不会有该现象。