混凝技術(shù)深度除磷的應(yīng)用研究

王 琦，王 余，金 爽，張寧遷

（安徽普氏生態(tài)環(huán)境有限公司，安徽 合肥 230088）

0 引言

隨著我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)逐漸加劇，開展入湖河流沿岸污染源深度治理成為當(dāng)今環(huán)保的熱點(diǎn)之一。污水處理廠出水水質(zhì)雖達(dá)到《GB 18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)，但仍高于《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅳ類水濃度水平，污染負(fù)荷的削減顯得尤為迫切[1]。研究表明，磷是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的主要元素，相關(guān)研究表明水體中磷的濃度達(dá)到0.01~0.02 mg/L時(shí)即可能產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化[2]，因此必須把除磷標(biāo)準(zhǔn)作為污水處理工作的重要指標(biāo)。近年來(lái)對(duì)部分污水處理廠出水 TP 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更為嚴(yán)格的規(guī)定，設(shè)定＜0.3 mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)[3]?；瘜W(xué)除磷方法是常規(guī)的除磷方法，機(jī)理是在污水處理工藝中投加金屬鹽類等除磷藥劑與污水中的磷產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成磷酸鹽沉積物或絮凝物脫離水溶液從而達(dá)到除磷的目的[4]。

隨著污水處理的要求不斷提高，化學(xué)混凝方法存在藥劑投加量大，污泥量高等問(wèn)題，不利于污水處理的藥劑成本控制以及能耗節(jié)約。因此，優(yōu)化化學(xué)除磷工藝，提高藥劑利用率是實(shí)現(xiàn)污水處理的運(yùn)行成本及能耗控制的有效途徑之一[5]?；瘜W(xué)除磷的效果很大程度取決于混凝反應(yīng)是否成功，而混凝反應(yīng)往往受到很多因素影響，例如混凝藥劑種類、水力條件、反應(yīng)pH、反應(yīng)溫度等?；炷巹┓N類對(duì)除磷效果影響較大，一般來(lái)說(shuō)高分子混凝劑對(duì)水中總磷的去除效果較好。目前用于化學(xué)除磷較廣的混凝劑主要有鋁鹽、鐵鹽和鋁鐵鹽等。近年來(lái)業(yè)界對(duì)不同種類無(wú)機(jī)高分子化學(xué)混凝藥劑的除磷效果有一定研究，在張燕[6]的研究中發(fā)現(xiàn)，初始總磷濃度為1.05 mg/L時(shí)，其中PAC和PFS投加量分別為80 mg/L和60 mg/L時(shí)，可以使出水達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》III類標(biāo)準(zhǔn)（0.2 mg/L），對(duì)總磷的去除率分別為83.48%和84.45%，具有明顯的除磷效果。水力條件的主要控制指標(biāo)包括攪拌強(qiáng)度與攪拌時(shí)間。攪拌的目的是使投加的藥劑能迅速與污水均勻混合，從而為藥劑與污染物反應(yīng)提供良好的條件。因此此階段要求進(jìn)行快速和劇烈的攪拌，工程應(yīng)用上一般需在1~2 min內(nèi)完成。否則，如果攪拌強(qiáng)度太小、攪拌時(shí)間過(guò)短，就會(huì)使混凝劑與水中的固體顆粒和膠體微粒不能充分接觸，妨礙混凝劑的除磷效果[7]。污水的pH值也是影響混凝除磷的一個(gè)重要因素，pH值主要對(duì)混凝藥劑的水解與聚合作用及水中磷的形態(tài)有較大影響，而影響程度與混凝劑的種類及磷的形態(tài)有關(guān)[8]。反應(yīng)溫度對(duì)混凝劑混凝除磷也有一定的影響，混凝除磷的最適宜溫度在20~30℃。水溫高時(shí)，粘度降低，布朗運(yùn)動(dòng)加快，碰撞的機(jī)會(huì)增多，化學(xué)反應(yīng)速度加快，縮短混凝沉淀時(shí)間。反之，溫度低導(dǎo)致混凝劑水解反應(yīng)變慢，水解時(shí)間增加，混凝的化學(xué)反應(yīng)速度變緩，處理的時(shí)間延長(zhǎng)[9]。

本研究基于化學(xué)混凝法原理對(duì)一些常見的混凝藥劑種類及環(huán)境影響因子水力條件（混凝攪拌強(qiáng)度，混凝攪拌時(shí)間）、pH值進(jìn)行系統(tǒng)探究，探尋不同混凝藥劑及反應(yīng)條件，對(duì)比混凝攪拌強(qiáng)度、混凝攪拌時(shí)間、pH值對(duì)混凝藥劑除磷效果的影響，并在工程應(yīng)用中解決實(shí)際問(wèn)題，為污水處理項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)深度除磷目標(biāo)提供理論指導(dǎo)，優(yōu)化項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)模式，在節(jié)約藥劑成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)深度除磷，最大程度降低水體富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)。

1 試驗(yàn)方案

1.1 原水水質(zhì)

試驗(yàn)水樣采自合肥市某河道水，測(cè)定其總磷濃度為1.48 mg/L，pH為7.01。

1.2 試劑與儀器

混凝劑：聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鐵（PFS）、聚合氯化鋁鐵（PAFC）。

試劑：NaOH（AR），HCl（AR）。

試驗(yàn)儀器：HACH DR1900水質(zhì)分析儀，大龍OS20-Pro攪拌器。

1.3 試驗(yàn)方法

探究不同混凝劑除磷效果的試驗(yàn)中，設(shè)置15~150 mg/L的加藥梯度，混凝反應(yīng)后，測(cè)定總磷濃度。

探究混凝反應(yīng)條件試驗(yàn)中，設(shè)置不同的混凝攪拌強(qiáng)度、混凝攪拌時(shí)間以及反應(yīng)pH，混凝反應(yīng)后，測(cè)定總磷濃度。

總磷濃度測(cè)定采用GB 11893-89鉬酸銨分光光度法。

2 結(jié)果和討論

2.1 不同混凝劑除磷效果探究

不同混凝劑有效成分不同，對(duì)同一水體的除磷效果也各不相同。試驗(yàn)選用聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鐵（PFS）、聚合氯化鋁鐵（PAFC）三種混凝藥劑，設(shè)置三個(gè)對(duì)照組進(jìn)行試驗(yàn)。不同混凝劑在不同投加量下對(duì)總磷的去除效果如圖1所示。

由圖1可知，三種藥劑在15~150 mg/L的藥劑投加量范圍內(nèi)，PAC除磷效果最優(yōu)，PFS效果次之，PAFC效果一般。PAC、PFS、PAFC對(duì)總磷的最高去除率分別為99%、94%、91%。在本次試驗(yàn)設(shè)置的加藥量范圍內(nèi)，僅有PAC能達(dá)到深度除磷的效果，當(dāng)加藥量為90 mg/L時(shí)，出水TP濃度達(dá)到0.05 mg/L；當(dāng)加藥量為120 mg/L時(shí)，TP濃度達(dá)到0.01 mg/L。從增長(zhǎng)趨勢(shì)來(lái)看，三種藥劑對(duì)總磷的去除率隨著加藥量的提高都呈現(xiàn)出先上升后穩(wěn)定的趨勢(shì)。其中PAC的增長(zhǎng)趨勢(shì)最快，相同條件下出水TP濃度為0.3 mg/L（地表IV類水標(biāo)準(zhǔn)）時(shí)PAC的加藥量為30 mg/L，PFS加藥量為75 mg/L，PAFC加藥量為90 mg/L。在原水TP濃度1.48 mg/L的試驗(yàn)條件下PAC顯示出比PFS、PAFC更好的除磷效果，即PAC在更低加藥量下即可滿足地表IV類水排放標(biāo)準(zhǔn)。PAC藥劑中的有效成分鋁離子對(duì)水中膠體及顆粒物具有高度電中和橋聯(lián)功能，在水中與膠體顆粒所帶的負(fù)電荷瞬間產(chǎn)生中和作用，使膠體脫穩(wěn)，膠體顆粒迅速絮凝，并進(jìn)一步架橋生成大絮團(tuán)而快速沉淀，從而使水中的含磷污染物從溶液中脫離[10]。PFS除磷原理主要是通過(guò)硫酸根作為媒介，以三價(jià)鐵離子作為絮凝中心來(lái)處理污水，簡(jiǎn)而言之就是依靠三價(jià)鐵離子的穩(wěn)定性和污水中的磷酸根發(fā)生置換反應(yīng)生成磷酸鐵沉淀。在鐵離子與磷酸根反應(yīng)生成沉淀的同時(shí)，鐵離子水解聚合產(chǎn)物也通過(guò)壓縮雙電層、吸附電中和、架橋網(wǎng)捕等作用起到除磷的效果。另外，大型高分子聚合物可能對(duì)磷酸鹽有化學(xué)吸附并發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)生成絡(luò)合物共同起到沉淀作用。但當(dāng)鐵鹽投加量過(guò)大時(shí)具有出水濁度與色度高影響出水感官、對(duì)出水pH影響大、易對(duì)設(shè)備造成腐蝕等缺點(diǎn)，同時(shí)鐵元素也是刺激藻類生長(zhǎng)和引發(fā)湖泊水華的一個(gè)重要因素，這些缺點(diǎn)限制了鐵鹽使用范圍。PAFC兼具鐵鹽和鋁鹽的除磷特點(diǎn)，理論上既可保證出水TP達(dá)標(biāo)又能保證出水感官良好，但由于鋁鐵鹽成分較為復(fù)雜且藥劑有效期較短，一旦超過(guò)藥劑使用的有效期除磷效果會(huì)受到影響。

2.2 混凝反應(yīng)條件對(duì)除磷效果影響的探究

混凝反應(yīng)條件如混凝攪拌強(qiáng)度、混凝攪拌時(shí)間、反應(yīng)pH等會(huì)對(duì)混凝劑除磷效果產(chǎn)生影響。本試驗(yàn)中選取PAC作為混凝劑，對(duì)混凝攪拌強(qiáng)度、混凝攪拌時(shí)間、反應(yīng)pH等條件進(jìn)行逐一探究，旨在確定不同混凝反應(yīng)條件對(duì)混凝劑除磷效果的影響程度，為工程應(yīng)用實(shí)例提供實(shí)際指導(dǎo)意義。

2.2.1 混凝攪拌強(qiáng)度對(duì)混凝劑除磷效果的影響

試驗(yàn)分別設(shè)置混凝攪拌強(qiáng)度為100、200、300、400、500、600、700 rpm，室溫反應(yīng)。

從圖2中可知混凝攪拌強(qiáng)度從100 rpm增加到700 rpm的過(guò)程中，TP去除率基本穩(wěn)定在90%以上，當(dāng)攪拌強(qiáng)度為200 rpm時(shí)TP去除率最大，為93.7%。不同攪拌強(qiáng)度對(duì)混凝劑的除磷效果有一定的影響，但影響范圍有限。這可能是因?yàn)樵?00 mL的燒杯試驗(yàn)中，100~700 rpm的轉(zhuǎn)速已經(jīng)滿足混凝劑在污水中混合并反應(yīng)的強(qiáng)度區(qū)間，故試驗(yàn)結(jié)果顯示混凝攪拌強(qiáng)度對(duì)混凝劑除磷效果影響在同一水平。此外，在實(shí)際水流中顆粒組成及水流的紊動(dòng)情況十分復(fù)雜，顆粒間碰撞速率與水流速度梯度有關(guān)。而速度梯度在基于層流的概念在理論上存在缺陷，燒杯試驗(yàn)得出的攪拌強(qiáng)度數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)工程應(yīng)用往往不具備實(shí)際指導(dǎo)意義。

圖2 混凝攪拌強(qiáng)度對(duì)PAC的TP去除率的影響

2.2.2 混凝攪拌時(shí)間對(duì)混凝劑除磷效果的影響

由于混凝反應(yīng)是一個(gè)快速反應(yīng)過(guò)程，所以在20~120 s的范圍內(nèi)設(shè)置密集時(shí)間梯度進(jìn)行試驗(yàn)。

由圖3數(shù)據(jù)可知，混凝攪拌時(shí)間為80 s時(shí)TP去除率最高，為93.4% 。從混凝攪拌時(shí)間20 s開始一直上升到120 s時(shí)，TP的去除率變化不大。這是因?yàn)榛炷巹┩都雍筢尫诺挠行С煞菅杆偎獍l(fā)生高分子縮聚反應(yīng)，這一過(guò)程僅需10~20 s，此間縮聚物或與水中的含磷溶解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成沉淀從水溶液中脫離出來(lái)或壓縮含磷膠體雙電層使膠體脫穩(wěn)從水中脫離出來(lái)配合絮凝從水中徹底脫離達(dá)到除磷效果。這就解釋了為何在20~120 s的試驗(yàn)梯度范圍內(nèi)混凝攪拌時(shí)間對(duì)混凝劑除磷效果影響相近。

圖3 混凝攪拌時(shí)間對(duì)PAC的TP去除率的影響

混凝除磷過(guò)程包括兩個(gè)階段：混合和反應(yīng)?；旌线^(guò)程中機(jī)械攪拌使流體紊動(dòng)屬于異向混凝，但在混合階段伊始水中顆粒細(xì)小存在顆粒同向混凝，這使得水體中運(yùn)動(dòng)狀況十分復(fù)雜。故燒杯試驗(yàn)得出的攪拌強(qiáng)度與攪拌時(shí)間對(duì)實(shí)際應(yīng)用指導(dǎo)意義不大，需根據(jù)實(shí)際參數(shù)進(jìn)行理論計(jì)算得出攪拌功率及速度梯度對(duì)攪拌設(shè)備進(jìn)行合理選型。此外混凝過(guò)程反應(yīng)劇烈且快速，反應(yīng)時(shí)間一般為10~30 s，至多在2 min內(nèi)完成。工業(yè)應(yīng)用常取2 min[11]。

2.2.3 反應(yīng)pH對(duì)混凝劑除磷效果的影響

試驗(yàn)分別調(diào)節(jié)反應(yīng)pH值至5、6、7、8、9、10、11、12，依次進(jìn)行混凝試驗(yàn)后測(cè)定總磷濃度，計(jì)算總磷去除率。

由圖4試驗(yàn)結(jié)果可知，溶液pH值由5到12不斷升高時(shí)，PAC對(duì)TP的去除率顯示出先上升后穩(wěn)定的趨勢(shì)。當(dāng)pH=5時(shí)，PAC藥劑對(duì)水中TP的去除率最低，為6.8%。這是因?yàn)樗嵝詶l件下PAC中有效成分鋁元素以Al3+形式存在，不能起到吸附架橋作用除去水中雜質(zhì)，此外在該pH值下，磷酸鹽主要以H2PO4-形式存在，不能與鋁離子結(jié)合形成絡(luò)合物并從溶液中分離[12]。

圖4 不同反應(yīng)pH對(duì)PAC的TP去除率的影響

當(dāng)pH=7~8時(shí)，溶液在偏弱堿性和堿性條件下，PAC的水解產(chǎn)物以帶有高電荷的聚絡(luò)合物為主，有較強(qiáng)的締合吸附作用。此外由圖5可知在該條件下有相當(dāng)部分磷元素以形式存在，在該pH區(qū)間內(nèi)更易與鋁的高電荷聚合物形成絡(luò)合物并從溶液中脫離，故除磷效果較好，去除率可達(dá)98.7%[13]。

圖5 磷酸根在水溶液中各種存在形式物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ隨pH的變化曲線

圖6 工藝路線圖

圖7 不同種類混凝劑對(duì)出水TP濃度的影響

隨著溶液pH的繼續(xù)上升，TP去除率基本趨于穩(wěn)定，且有一定下降，城鎮(zhèn)生活污水pH基本維持在6~9，且對(duì)于城鎮(zhèn)生活污水少有把pH調(diào)至9以上再做處理，所以討論pH＞9的PAC除磷效率實(shí)際意義不大，故不予討論。

本次試驗(yàn)中PAC在pH為7~8的范圍內(nèi)對(duì)TP的去除率較高，達(dá)到98%以上，且出水濃度能滿足地表I類質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（TP＜0.02 mg/L)。這表明PAC試劑能處理污水的pH范圍較廣，即正常水體pH范圍內(nèi)PAC試劑都能發(fā)揮最佳除磷效果，且在大規(guī)模應(yīng)用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二次污染，經(jīng)濟(jì)高效。

2.3 討論與分析

通過(guò)對(duì)鋁鹽、鐵鹽、鋁鐵鹽三種不同種類混凝劑對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鋁鹽PAC的綜合除磷效果最優(yōu)且適用于污水運(yùn)營(yíng)站工程應(yīng)用。經(jīng)環(huán)境因子探究試驗(yàn)結(jié)果可以看出，混凝攪拌強(qiáng)度、攪拌時(shí)間等試驗(yàn)條件對(duì)實(shí)際應(yīng)用的指導(dǎo)意義有限；但藥劑種類、加藥量以及pH值對(duì)混凝反應(yīng)TP去除率的影響較大，是混凝反應(yīng)TP去除率的制約因子。此外，在試驗(yàn)室環(huán)境下探究得到的最佳環(huán)境因子比較貼合實(shí)際，可以在工程應(yīng)用中提高污水處理效果并降低運(yùn)營(yíng)成本。

3 工程應(yīng)用實(shí)例

3.1 合肥某初期雨水治理工程項(xiàng)目

合肥某初期雨水治理工程項(xiàng)目屬于合肥巢湖水環(huán)境治理中十五里河流域治理項(xiàng)目。采用本公司磁微濾工藝進(jìn)行初期雨水治理。設(shè)計(jì)處理水量為20000 m3/d，進(jìn)水中的污染物主要包含TP，濃度在0.4~0.9 mg/L，設(shè)計(jì)出水總磷≤0.1 mg/L。根據(jù)本項(xiàng)目出水水質(zhì)要求，在項(xiàng)目調(diào)試過(guò)程中，選用不同混凝劑進(jìn)行調(diào)試，檢測(cè)出水總磷濃度，對(duì)比不同混凝劑的混凝效果、除磷效果。

由圖可知，在相同藥劑投加量的條件下，投加PAC的系統(tǒng)對(duì)TP保持較高的去除率，出水TP濃度穩(wěn)定在0.05 mg/L以下，平均TP濃度維持在0.03 mg/L，去除率達(dá)到95%以上。而投加PFS的系統(tǒng)出水TP平均濃度為0.074 mg/L，PAC相對(duì)于PFS展現(xiàn)出高效的除磷效率，效果穩(wěn)定。此外在調(diào)試運(yùn)營(yíng)期間發(fā)現(xiàn)，PFS在混凝反應(yīng)池中形成的絮狀物相對(duì)較小，出水輕微發(fā)黃；而PAC在混凝反應(yīng)池中形成的絮狀物大而緊實(shí)，出水清澈透亮（如圖8所示）。這是因?yàn)镻FS中的三價(jià)鐵離子會(huì)導(dǎo)致水體發(fā)黃進(jìn)而影響水體感官。鐵元素是能促進(jìn)植物與微生物生長(zhǎng)的微量元素，鐵鹽的投加可能會(huì)對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化帶來(lái)新的風(fēng)險(xiǎn)。因此使用鋁鹽進(jìn)行雨水處理既能達(dá)到深度除磷的效果，有效遏制水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，又能保證出水感官良好，在本項(xiàng)目中起到了良好的效果。

圖8 初期雨水治理工程項(xiàng)目不同混凝劑設(shè)備出水

圖9 工藝路線圖

在項(xiàng)目運(yùn)行期間調(diào)節(jié)加藥量，觀察PAC與PFS對(duì)于總磷的去除率有無(wú)提高。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)水TP濃度在0.4~0.9 mg/L，隨著PAC加藥量的增加TP去除率升高，當(dāng)投加量達(dá)到80 mg/L時(shí)，出水TP濃度為0.063 mg/L，去除率達(dá)到93.1%。加藥量持續(xù)增加，TP去除率基本趨于穩(wěn)定，投加量達(dá)到140 mg/L時(shí)，去除率最高可達(dá)97.6%。在此期間，加藥量增加了75%，TP去除率僅增加了4.5%。而對(duì)于PFS而言，當(dāng)加藥量達(dá)到100 mg/L時(shí)，出水TP濃度為0.086 mg/L，去除率可到87%。當(dāng)藥劑投加量＞100mg/L時(shí)，對(duì)磷的去除率增幅明顯變緩。投加量達(dá)到155 mg/L時(shí)，去除率最高可達(dá)91%。加藥量增加55%，TP去除率僅增加4%。由調(diào)試期間兩種藥劑的相關(guān)數(shù)據(jù)可知，在加藥量不斷變化時(shí)，PAC顯示出更優(yōu)的去除效率，且相較PFS，相近的TP去除率PAC加藥量更低，可有效節(jié)省藥劑成本。此外在調(diào)試期間發(fā)現(xiàn)當(dāng)PFS加藥量＞60 mg/L時(shí)，設(shè)備出水明顯發(fā)黃。這一結(jié)果與理論研究結(jié)果基本一致。說(shuō)明在試驗(yàn)探究結(jié)果比較貼合實(shí)際，具有一定的指導(dǎo)意義。

經(jīng)工程應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，混凝藥劑的選擇是影響除磷效果的關(guān)鍵因素，正確選用混凝藥劑可有效保證出水水質(zhì)，降低運(yùn)營(yíng)成本，契合國(guó)家提倡的低碳理念。項(xiàng)目建維在巢湖流域水體深度處理的基礎(chǔ)上，以混凝技術(shù)為核心，有效控制了水華現(xiàn)象的污染因子磷元素，達(dá)到深度除磷的目的并且降低了本流域藍(lán)藻暴發(fā)、水質(zhì)惡化的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 合肥市肥東縣某污水應(yīng)急處理項(xiàng)目

合肥市肥東縣某污水應(yīng)急處理項(xiàng)目處理周邊河道箱涵出水，設(shè)計(jì)進(jìn)水量為5000 m3/d，采用本公司MBio工藝對(duì)污水中總磷、氨氮污染物進(jìn)行處理。在物化處理工藝段，采用PAC混凝除磷，出現(xiàn)混凝絮團(tuán)小而松散，出水渾濁等現(xiàn)象且TP去除率較低。經(jīng)多次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)目進(jìn)水水質(zhì)較差，進(jìn)水pH值長(zhǎng)期低于6，且總磷濃度在1.5 mg/L以上。在經(jīng)過(guò)生化處理工藝段后pH進(jìn)一步下降，進(jìn)入混凝反應(yīng)前的污水pH為5~6，這是因?yàn)樯到y(tǒng)中硝化細(xì)菌在轉(zhuǎn)化氨氮的過(guò)程中消耗了水中的OH-。當(dāng)pH低于6時(shí)水中含磷污染物主要以H2PO4-形式存在，不易與鋁元素形成絡(luò)合物且PAC中鋁元素則主要以Al3+形式存在，不能起到吸附架橋作用除去水中雜質(zhì)，因而導(dǎo)致出水渾濁且TP去除率不高。針對(duì)這一問(wèn)題對(duì)工藝路線進(jìn)行改進(jìn)，分別在物化系統(tǒng)進(jìn)水和生化系統(tǒng)進(jìn)水前加裝pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)進(jìn)水pH以改善物化系統(tǒng)混凝效果及提高除磷效率。

由圖10可知，在相同PAC加藥量下，未調(diào)節(jié)混凝反應(yīng)進(jìn)水pH時(shí)出水TP平均濃度為0.2 mg/L，當(dāng)調(diào)節(jié)pH=8時(shí)出水TP平均濃度為0.03 mg/L。在調(diào)節(jié)pH情況下，TP平均去除率提高了12%以上。同一加藥量下對(duì)原水pH進(jìn)行調(diào)節(jié)后出水TP濃度＜0.05 mg/L，平均去除率可達(dá)98.1%。此外調(diào)節(jié)pH后混凝池反應(yīng)絮團(tuán)明顯變大，出水變清。試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)放置在生化系統(tǒng)前時(shí)，在精準(zhǔn)控制加藥量的前提下不僅可以改善物化系統(tǒng)混凝效果，提高總磷去除率，還可提高生化系統(tǒng)的硝化負(fù)荷，這是因?yàn)橄趸?xì)菌在轉(zhuǎn)化氨氮的過(guò)程中需要一定的堿度，當(dāng)進(jìn)水pH較低時(shí)（pH＜7），這一反應(yīng)受到抑制；當(dāng)pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)放置在物化系統(tǒng)前時(shí)可在較低的堿加藥量下改善混凝效果及提高總磷去除率。最終采用進(jìn)水pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)方式，把pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)放置在生化系統(tǒng)前，根據(jù)進(jìn)水pH值智能調(diào)節(jié)加藥，不僅保證了物化系統(tǒng)的總磷去除效果，還保證了生化系統(tǒng)高效運(yùn)行。

圖10 不同pH值對(duì)混凝劑除磷效果的影響

在工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，污水pH值對(duì)混凝除磷效果有很大的影響。因此在工程項(xiàng)目上應(yīng)充分做好預(yù)研，對(duì)所要治理流域水質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，確定治理方案與應(yīng)急處理預(yù)案。在項(xiàng)目應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)持續(xù)對(duì)項(xiàng)目運(yùn)行狀況、水質(zhì)、加藥量、出水指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。出現(xiàn)異常狀況根據(jù)理論進(jìn)行調(diào)整，包括pH的調(diào)節(jié)，藥劑種類的選擇，以及加藥量的控制等。力求做到在節(jié)省藥劑成本的基礎(chǔ)上，達(dá)到最優(yōu)的水處理效果。

4 結(jié)論

本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，以混凝技術(shù)深度除磷為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合污水處理工藝，對(duì)影響混凝技術(shù)除磷效果的藥劑種類和環(huán)境因子分別進(jìn)行了探究。試驗(yàn)結(jié)果證明鋁鹽除磷效果最優(yōu)且適用于污水處理項(xiàng)目。環(huán)境因子探究試驗(yàn)中，反應(yīng)pH對(duì)混凝反應(yīng)TP去除率的影響最大，是TP去除率的制約因子。在工程實(shí)際應(yīng)用中證實(shí)合理使用PAC藥劑，合理控制混凝反應(yīng)pH可以有效提高混凝藥劑的除磷效率，提高出水標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到深度除磷的目的。對(duì)于用化學(xué)混凝的方法改善項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)條件，初期雨水治理污水應(yīng)急處理等工程項(xiàng)目具有重要的意義，為有效控制水體富營(yíng)養(yǎng)化提供了一些數(shù)據(jù)依據(jù)。