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摘要：随着城市生活污水处理厂污水日处理量的不断提高和对出水水质要求的不断严格，选取一套高效、经济、可靠的污水处理技术成为了当前生活污水处理领域面临的首要难题。磷作为生活污水常见污染指标，其去除及回收有助于缓解水体富营养化，还有助于实现磷的循环利用。本文主要介绍了生活污水除磷技术，论述了近年来关于生物除磷、化学除磷、生物化学除磷等技术，以期为今后的生活污水除磷技术选择和研究发展提供参考。
关键词：生活污水；除磷技术；生物；化学
然近年来通过城市污水处理技术和装备的升级、村镇环境整治以及水体的综合治理，整体的水体环境污染已经得到一定的遏制。但是一方面，我国东部地区人口稠密，产生污水量大，且逐年攀升，磷污染的形势更加严峻；另一方面，我国的污水处理厂的处理能力和水平存在较大差异，一些污水厂的出水磷含量至今仍超过国家排放标准。
一、生物除磷
生物除磷技术是目前城市污水处理厂除磷领域应用较为广泛的方法，主要通过活性污泥处理工艺实现污水生物除磷。生物除磷的主要原理是聚磷菌在厌氧条件下会分解体内的聚磷酸盐，并合成β-羟基丁酸（PHB）等有机物，而在好氧条件下，聚磷菌则会分解体内的PHB等有机物，并过量摄取污水中的磷酸盐合成聚磷酸盐。利用聚磷菌好氧过量摄磷的特性，可以实现聚磷菌再生和富磷污泥排放的同步运行。目前较为常见的生物除磷工艺主要包括：SBR、A2/O工艺、A/O工艺及其改良工艺等，通过工艺设置厌氧区或者厌氧时间段，与后续的好氧区或者好氧时间段交替，可以有效除磷。但是由于进水水质波动或者进水碳源限制，生物除磷效果往往具有较大差异。
生物除磷工艺的优点包括可以有效利用原有的生物处理工艺和设备，在除磷的过程中往往可以同时降低COD和总氮，投资成本和运行费用都较为经济，而且磷的去除效率也容易维持在较高的范围内。然而，生物除磷工艺对控制条件要求严格，除了要有严格的厌氧条件，还要有足够的有机物，而且温度、pH等条件也会产生重要影响。将PO43--P浓度控制在40mg/L条件下研究温度对SBMBBR除磷效果的影响，发现SBMBBR在低温条件下的聚磷菌富集性更好。进水水质对生物除磷的影响主要体现在碳源、可生物降解性、pH、有毒物质等方面。碳源对生物除磷影响较大，在进水COD负荷较低时，出水水质难以达标，往往需要外加碳源或通过预处理及深度处理等方式强化除磷效果。生物除磷过程需要一定有机物浓度，与生物脱氮过程对有机物存在一定的竞争。有研究表明，去除单位量的总磷需要的碳源是单位硝态氮脱氮需要碳源的6.1倍，要实现生物有效除磷，需要在厌氧区维持一定的低分子有机物浓度。为提高除磷效果，也有较多的研究通过反硝化除磷等技术结合，利用共同的碳源，在除磷的同时有效脱氮，协调除磷和脱氮的矛盾。由于生物除磷最终是将磷转移到污泥里面去，是通过剩余污泥的排放和处置最终去除污水中的磷，因此要有效除磷，需要控制较低的泥龄，一般3～5天。生物脱氮则需要控制良好的硝化条件，泥龄相对较长，一般要控制在10天以上。因此污水生物除磷脱氮还要协调除磷和脱氮在泥龄方面的矛盾。
二、化学除磷
化学除磷是通过投加适量金属盐或者矿物，将污水中的磷酸盐转为沉淀去除。一般需要控制碱性条件，提高除磷效果。化学除磷一般作为生物除磷的辅助措施，在生物除磷难以达到排放要求的前提下，通过化学方法深度除磷。
某污水处理厂采用化学除磷工艺，出水总磷可以达到1mg/L以下。对Fe2+作为同步化学除磷药剂的可行性进行了考察，并优化了药剂的投加量和投加位置。结果表明Fe2+作为A-MAO工艺的辅助除磷手段和磷酸盐最佳投加比例为1.5，最佳投加位置为按照水力时间测算的工艺出水口前1小时出水TP可以达到0.3mg/L以下，去除率高于90%。Fe2+的投加还能促进脱氮效果，并改善污泥的沉降性能，抑制污泥膨胀。在污水处理厂深度处理工艺中，通过化学除磷应用更加普遍。通过投加适量金属盐药剂，可以控制出水总磷稳定在0.5mg/L以下。但是由于污水处理厂尾水中磷的存在形态往往以有机磷状态存在，单纯的加药除磷往往难以控制出水总磷低于0.3mg/L以下。要对尾水进行有效除磷，往往还要结合其他高级化学氧化技术，将磷酸盐从有机物中释放出来以有效除磷。而且悬浮物的去除对磷的去除也有较大影响，化学除磷的同时往往要与混凝沉淀、过滤、微滤等技术进行结合。
三、生物化学除磷
生物化学协同沉淀除磷技术是在生物除磷的基础上通过投加化学除磷剂，以化学沉淀强化除磷并改善生物处理系统稳定性。生物化学除磷兼具生物除磷和化学除磷的优点，在生物除磷工艺系统中投加化学除磷剂，不仅可以使生物除磷和化学除磷均能充分发挥各自优势，还能够使两者之间相互协同，相互促进。
有研究表明除磷药剂种类（FeCl3、AlCl3、Ca(OH)2）及其投加量对系统除磷效果影响显著，其中投加AlCl3的除磷效果较优，在温度为25～35℃、水力负荷为3m3/（m2•h）、补充碳源后的COD/TN为6、AlCl3投加量为3.0mg/L时，系统出水PO43--P浓度为0.19mg/L，去除率达到81.68%，可稳定满足地表水环境Ⅴ类水体标准。生物化学除磷可以与反硝化除磷、厌氧释磷、污泥浓缩和污泥消化等工艺结合，利用厌氧释放的磷酸盐添加化学药剂进行除磷。
四、结论
污水处理厂需要结合自身进水水质、气候条件等情况，合理优选污水除磷技术。生物除磷技术在污水处理厂应用较为普遍，但是由于受进水水质等条件限制，往往需要与其他除磷技术结合。在进水有机物浓度较低或者冬季生物除磷效率变低，出水水质难以满足要求时，可以增设化学除磷作为辅助工艺，选用生物化学协同除磷技术会比单种工艺独立使用更加高效。
参考文献
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