生活污水厂中磷的形态变化规律探讨

生活污水厂中磷的形态变化规律探讨
摘要：随着生活污水的排放量的不断扩大，水体中磷含量也不断升高，直接导致水体的富营养化。

所以，除磷是污水厂的重要工艺环节。

目前，对污水中磷的处理方法主要有化学除磷法和生物除磷法。

但是由于生物除磷法深受水质等条件的影响，无论是从稳定性还是最终效果上来讲都很差。

出水很难达到国家一级A标准。

化学除磷法主要是针对污水中以磷酸盐的形式存在的磷，所以弄清工艺中磷形态变化的规律，对于控制污水处理过程，实现能源和生产成本的有效控制有着重要的指导意义。

关键词：污水处理；除磷；正磷酸盐；形态变化
Abstract: with the sewage emissions continues to expand, phosphorus content in water is rising, led directly to the water eutrophication. So, in addition to phosphorus is an important process of wastewater treatment plant. For the moment, sewage processing methods are have phosphorus chemical phosphorus removal method and biological dephosphorization method. But because the biological dephosphorization method by water quality, the condition the influence, whether in the final effect will tell on stability or is quite poor. It is difficult to reach the national level of water A standard. The chemical phosphorus removal method is mainly aimed at sewage with phosphate exists in the form of phosphorus, so find out process phosphorus form and change rules, to control the sewage treatment process, realize the energy and cost effective has an important guiding significance.
Keywords: sewage treatment; Phosphorus removal; Are phosphate; Change shape
一、检测环境和方法
（一）检测环境
对水体中磷的测量取样于沈阳某污水厂中，该处理厂采用A2/O工艺，日处理能力9万吨，排放执行（GB-I8918-2002）一级A标准。

污水流经粗、细格栅和沉砂池后，九成流入厌氧池中，一成流入前置反硝化池中，厌氧池的出水进入缺氧池后再进入好氧池，经过二沉池和砂滤池和紫外线消毒池，最后从污水厂出水口排放。

（二）检测方法
总磷包含正磷酸盐、无机磷以及聚磷酸盐。

通过在规定时段，从沉砂池、前置反硝化池、厌氧、缺氧、好氧等几个工艺段地点取样，做实验室环境的水质分析。

采用钼锑抗分光光度法检测总磷及正磷酸，采用钼酸铵分光光度法检测无机磷。

依据总磷的检出值减去无机磷的差则为有机磷的值，聚磷酸盐的值是无机磷和正磷酸盐的差计算出各项指标的具体值。

通过连续几天的检测后的数据分析，确定污水厂工艺流程中各段的磷的形态和占总磷比的变化规律。

二、检测结果分析
（一）磷的比例分析变化趋势分析
1、正磷酸盐的比例变化
由于生活污水的正磷含量约占总磷总量的60%，所以，沉砂池的正磷比例体现了该污水厂的水质特点。

造成前置反硝化池的正磷酸盐比例明显上升的原因是由于该池的进水是来自于沉砂池的出水以及二沉池的污泥回流，也符合沉砂池和二沉池的出水规律。

至于厌氧池的正磷酸盐继续升高的原因是因为厌氧池的工艺导致的。

在厌氧池的作用之一就是释放磷盐，而此次释放的磷盐是正磷酸盐，故而导致正磷酸盐的比例继续升高。

厌氧池的部分进水来自于正磷酸盐比例较低的沉砂池的出水，故该工艺段的正磷酸盐的升高速率较低。

从除磷的原理角度分析，好氧池发生的化学变化是吸磷的过程，在好氧条件下聚磷菌大量吸噬磷酸盐，导致水体中的磷酸盐大量减少，表现为正磷酸盐占总磷的比例降低，但因为来自于缺氧池的进水中有好氧池的出水，所以造成好氧池中的磷酸盐浓度仅比缺氧池浓度略低。

来自于好氧池的进水在二沉池中经沉降作用，除去悬浮状态的磷，使得正磷酸盐在总磷中的比例到达最大值（约80%）。

在二沉池的出水进入砂滤池前，会通过管道混合的形式添加PAC，实现化学除磷，其主要的目标就是去除磷酸盐。

故而这个工艺流程中正磷酸盐的比例大幅降低。

2、有机磷和聚磷酸盐的比例变化
通过之前的正磷酸盐的比例变化，不难知道有机磷和聚磷酸盐的比例变化趋势。

在整个工艺中，有机磷及聚磷酸盐占总磷的比例分别为10%——30%、5%——25%。

由于微生物的分解作用，有机磷及聚磷酸盐被不断的分解成磷酸盐，并通过聚磷菌除去，加之整个处理系统中回流和进水中聚磷酸盐及有机磷含量较低，有机磷同聚磷酸盐的浓度变化趋势十分类似且缓慢，直到在砂滤池中因正磷酸盐的减少，出水的有机磷及聚磷酸盐的浓度才略有升高。

（二）磷的浓度变化分析
1、沉砂池中磷浓度变化
通过对该厂连续十天的磷浓度检测分析，可以明显看出，总磷同正磷酸盐的变化趋势非常接近，同有机磷及聚磷酸盐的变化趋势则相去甚远。

总磷浓度的变化区间集中在2. 5- 4 mg / L范围内，正磷酸盐的浓度区间则集中与1. 5-2. 5mg / L的范围，有机磷及聚磷酸盐的变化区间集中在0. 5-0. 8 mg/ L内。

此变化趋势同周恩红的《废水化学—生物联合除磷工艺及其生物标志物管理》中提及的生活污水中磷主要以正磷酸盐形式存在的结论相符。

2、前置反硝化池中磷浓度比较
参考该污水厂的处理工艺，十分之一的沉砂池出水和九成的二沉池污泥回流注入前置反硝化池。

正磷酸盐浓度要远远高于聚磷酸盐和有机磷的浓度。

由于来自于二沉池的污泥中各形态的磷相对于污水厂的进水较为稳定，故二沉池中磷的波动幅度同沉砂池中磷的波动幅度相较而言则稳定很多。

3、厌氧池、缺氧池及好氧池中磷浓度比较
通过总结同时间不同工艺段的各种形态磷的浓度。

不难得出，在厌氧池、缺氧池和好氧池中：总磷浓度变化区间分别是: 3. 5—5. 5 mg/ L，2—3 mg/ L及0. 6—1 mg/ L；正磷酸盐浓度变化区间分别是：2. 5—4. 5 mg/ L，1. 5—2. 5 mg/ L 及0. 5—0. 7 mg/ L；有机磷浓度变化区间分别是：0. 5—1 mg/ L，0—0. 5 mg/ L 及0—0. 1 mg/ L；聚磷酸盐浓度变化区间分别是：0—0. 5 mg/ L，0—0. 5 mg/ L 及0—0. 2 mg/ L。

所以，在相同的时间段，总磷同正磷酸盐的浓度的变化趋势较为相似，总磷的波动趋势同有机磷与聚合磷酸盐相比则相去甚远，而有机磷和聚磷酸盐的浓度范围相似，但有机磷更稳定。

在相同时间段，正磷酸盐浓度比例要远高于其他形态的磷。

4、二沉池中磷浓度比较
二沉池中正磷酸盐、有机磷及聚磷酸盐浓度的变化区间分别是: 0.4—0. 6mg/ L、0—0. 1mg/ L及0—0. 2mg/L。

但从这一组数字不难发现，正磷酸盐与总磷依旧保持着较为统一的变化，直观的表现出正磷酸盐浓度的波动直接影响着总磷浓度的波动，有机磷浓度则受正磷酸盐的影响较小，证明生化系统和二沉池去除有机磷的效果非常稳定。

虽然聚磷酸盐的浓度变化稍大，却仍与有机磷的浓度波动相似，维持于较低范围。

通常来讲，为了保证出水中总磷浓度符合国家标准，需要在二沉池排水至砂滤池的过程中添加化学药剂（例如PAC），降低总磷浓度，因此出水的正磷酸盐的浓度要相对下降。

但是可能是该污水厂的来水水质较高，总磷浓度降幅较低。

因为该水厂添加药剂为PAC，所以铝离子同磷酸根生成絮状物，能够吸附一部分
的有机磷及聚磷酸盐，出现二者浓度小幅下降的情况。

该污水厂的出水口总磷浓度在0. 25—0. 4 mg / L区间内，出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》，同时检测正磷酸盐、有机磷及聚磷酸盐得出浓度在0. 1~ 0. 2 mg / L，0~ 0. 1 mg / L这一区间波动。

三、结论
首先，该污水厂各工艺段中磷的主要形态是正磷酸盐，并且其占总磷的比例变化呈现先增后减的变化形式，于二沉池出水口升至最大，于砂滤池出水口出降至最小的规律。

其次生化系统和二沉池去除有机磷的效果非常稳定。

虽然聚磷酸盐的浓度变化稍大，却仍与有机磷的浓度波动相似。

参考资料
[1] 王晓莲,淑莹,王亚宜等.强化A2/O工艺的反硝化除磷性能的运行控制策略［J］.环境科学学报.2006
[2] 周恩红. 废水化学—生物联合除磷工艺及其生物标志物管理[M]苏州大学, 2008
[3] 李雨霏,韩洪军,张凌瀚. 前置反硝化曝气生物滤池调试中出现的问题及解决措施［J］中国给水排水.2009.25
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