什么是極限除磷？

污水處理除磷技術(shù)未來(lái)的發(fā)展一方面體現(xiàn)在生物除磷技術(shù)的廣泛應(yīng)用，另一方面將是深度除磷技術(shù)的發(fā)展。對(duì)于極限除磷現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義，一般而言，tp低于0.1mg/l可以認(rèn)為是極限除磷。極限深度除磷之所以會(huì)在未來(lái)成為除磷的一個(gè)技術(shù)方向，主要是由于控制富營(yíng)養(yǎng)化的要求。

為什么要極限除磷？

一般認(rèn)為，水體中磷的濃度達(dá)到0.01~0.02mg/l時(shí)即可能產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化。當(dāng)n/p大于4~5時(shí)，其限制因素是磷。如果n/p小于4時(shí)，則限制因素可能是氮。美國(guó)華盛頓湖冬季的磷酸鹽-磷濃度僅為0.06mg/l左右時(shí)，就會(huì)造成富營(yíng)養(yǎng)化。中國(guó)太湖富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)總磷為0.076mg/l，總氮為3.93mg/l。因此，為控制這些敏感水體的富營(yíng)養(yǎng)化，深度除磷技術(shù)勢(shì)在必行。

實(shí)際上，在北美和歐洲一些國(guó)家，現(xiàn)在對(duì)tp的控制已經(jīng)非常嚴(yán)格，下表是美國(guó)部分污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)和出水tp情況，從表中可以看出這些污水處理廠的出水tp已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)意義上的排放標(biāo)準(zhǔn)。

在傳統(tǒng)除磷方面，生物除磷之后沒(méi)有過(guò)濾的情況下出水tp可以達(dá)到1mg/l左右，生物除磷受進(jìn)水碳源的影響非常顯著，當(dāng)bod5/tp在30~100之間時(shí)，幾乎可以實(shí)現(xiàn)完全的除磷。為了獲得進(jìn)水較高的碳磷比，初沉污泥發(fā)酵技術(shù)在這方面顯示出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。美國(guó)絕大多數(shù)大型污水處理廠的進(jìn)水碳磷比較低，單獨(dú)采用生物除磷技術(shù)難以達(dá)到穩(wěn)定的除磷效果，化學(xué)除磷是必不可少的輔助手段。

極限除磷的工藝選擇

從經(jīng)濟(jì)的角度而言，生物除磷+化學(xué)除磷是達(dá)到極限深度除磷較好的技術(shù)選擇，單獨(dú)采用化學(xué)除磷的成本非常高，例如在美國(guó)俄勒岡州durham污水處理廠，為使tp出水達(dá)到0.07mg/l，單獨(dú)采用化學(xué)除磷技術(shù)，需要投加170mg/l的鋁鹽；而采用生物除磷與化學(xué)除磷相結(jié)合的技術(shù)，鋁鹽的投加量只需要25mg/l即可。化學(xué)除磷的極限在0.04~0.06mg/l之間，這取決于沉淀物的化學(xué)計(jì)量關(guān)系、金屬氫氧化物的協(xié)同沉淀以及低磷酸鹽濃度下的吸附作用等。

城鎮(zhèn)污水處理廠極限除磷工藝的技術(shù)中通常是生物、化學(xué)與物理除磷的組合工藝，可分為4大類(lèi)：(1)生物除磷+化學(xué)除磷+沉淀過(guò)濾；(2)生物除磷+化學(xué)除磷+兩級(jí)過(guò)濾；(3)生物除磷+化學(xué)除磷+膜分離；(4)生物除磷+化學(xué)除磷+混凝氣浮。除磷工藝綜合對(duì)比如表所示。

從去除效果、適用性、占地、對(duì)周邊環(huán)境影響及維護(hù)管理方便角度出發(fā)，推薦選用生物除磷+化學(xué)除磷+混凝氣浮，國(guó)內(nèi)城市污水處理廠極限除磷提標(biāo)改造工程工藝主要為混凝氣浮。

據(jù)資料顯示，從tp排放0.3mg/l提升到0.05mg/l，采用氣浮技術(shù)極限除磷直接處理成本為0.110元/立方，其中，電耗成本為0.028元/立方，藥劑成本為0.082元/立方！（參考資料：1.污水處理觀察；2.陳奇良. 高效氣浮在污水廠極限除磷提標(biāo)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[j]. 廣州化工,2022,50(6):124-126.）