摘要：文章以广西某工业园区的污水处理厂为研究对象，对比PAC、PFC、PAFC、PFS和硫酸铝5种除磷剂的除磷效果。实验表明，在相同投加量的情况下，PAC优于其他4种除磷剂，确定适合污水处理厂的除磷剂为PAC。同时，对除磷工艺条件进行优化，结果表明，当搅拌速度为300r/min、搅拌时间为20min、PAC投加量为160mg/L时，出水总磷为0.89mg/L。此外，以该工艺参数进行污水处理在线试验。结果表明，当PAC的投加量为160mg/L时，出水总磷可以降到0.93mg/L，出水总磷能稳定达标排放。
随着工业化和城市化程度的不断提高，排入水体中的磷总量不断增加，导致水体富营养化日趋严重，远远超过了水体的自净能力，使水体丧失应有的功能，由此引发的一系列问题已经严重影响人们的生产和生活。磷是多数水体富营养化的控制性因素，而磷的来源主要有2个方面，一是生活污水的排放，二是工业生产中的含磷废水，尤其是后者含磷浓度高，影响大。因此，如何有效地除去废水中的磷，对消除污染、保护环境具有十分重要的意义。
工业废水处理中，因为营养失衡及含磷浓度高等原因导致生化处理过程中除磷效率低，很难达到排放标准。目前，常用和可靠的办法就是化学除磷，通过投加除磷剂降低出水总磷。本文以广西某工业园区污水处理厂为研究对象，主要是变性淀粉废水、糖厂废水及电池废水，总磷较高，以聚合氯化铝为除磷剂，探讨各影响因素对除磷效果的影响，确定和优化该污水处理厂的除磷工艺条件。
1、实验
1.1 水样来源
实验用水取自二沉池前的配水井，水质参数见表1。
表1 实验用水水质
| 取水位置 | 温度（℃） | COD/（mg/L） | pH | TP（mg/L） | SS（mg/L） |
| 二沉淀出水 | 23-25 | 45.7 | 7.09 | 4.08 | 15 |
1.2 实验材料
聚合氯化铝（PAC）、聚合氯化铁（PFC）、聚合氯化铝铁（PAFC）、硫酸铝、聚合硫酸铝（PFS）均购自衡阳市建衡实业有限公司。
1.3 实验方法
取1000mL的水样置2000mL的烧杯中，加入不同量的聚合氯化铝溶液，以一定的速度搅拌一定的时间，静置30min，取上清液分析总磷。
1.4 分析方法
TP采用过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法（GB11893-89）。
2、结果与分析
2.1 不同除磷剂对除磷效果的影响
将PAC、PFC、聚合氯化铝铁、硫酸铝、PFS等除磷剂配置成5g/L的溶液，分别向烧杯中水样中加入100mg/L的除磷剂，在200r/min的速度下搅拌10min，静止30min取上清液进行总磷分析，结果见表2。
表2不同的除磷剂对总磷的去除的影响
| 序号 | 除磷剂种类 | 反应前TP（mg/L） | 反应后TP（mg/L） | 除去率（%） |
| 1 | PAC | 4.08 | 1.73 | 57.6 |
| 2 | PFC | 4.08 | 1.89 | 53.7 |
| 3 | PAFC | 4.08 | 1.84 | 54.9 |
| 4 | 硫酸铝 | 4.08 | 2.35 | 42.4 |
| 5 | PFS | 4.08 | 2.11 | 48.3 |
由表1的试验结果可知，PAC、PFC和PAFC均对总磷的去除有较好的效果，综合考虑本厂的实际情况、药剂的处理效果及药剂成本， 本厂选用PAC做为除磷剂。
2.2 搅拌速度对除磷效果的影响
在4个烧杯中分别装有总磷为4.08mg/L的试验用水1000mL，向烧杯中添加100mg/L的PAC，分别以100r/min、200r/min、300r/min和400r/min的速度搅拌10min，沉降30min，取上清液进行分析总磷，结果如图1所示。
从实验结果可看出，随着搅拌速度的增加，混合越均匀，反应越充分，总磷的去除效果越好。但当搅拌速度增加到300r/min后，继续增加搅拌速度对总磷的降低没有显著的影响，本文将搅拌速度确定为300r/min。
2.3 搅拌时间对除磷效果的影响
在5个烧杯中分别装有总磷为4.08mg/L的试验用水1000mL，向烧杯中添加100mg/L的PAC，以300r/min的速度分别搅拌5min、10min、20min、30min，沉降30min，取上清液进行分析总磷，结果如图2所示。
从实验结果可看出，随着搅拌搅拌的增加，传质得到了强化，反应越充分，总磷的去除效果越好。但当搅拌时间增加到20min后， 继续增加搅拌时间对总磷的降低没有显著的影响，本文将搅拌时间确定为20min。
2.4 PAC投加量对除磷效果的影响
在7个烧杯中分别装有总磷为4.08mg/L的试验用水1000mL，向烧杯中分别添加100mg/L、130mg/L、160mg/L、190mg/L、220mg/L、250mg/L、280mg/L的PAC，以300r/min的速度搅拌20min，沉降30min，取上清液进行分析总磷，结果如图3所示。
从图3可看出，随着PAC投加量的增加，除磷效果得到了显著的提升，当PAC添加量从100mg/L增加到280mg/L时，总磷从1.66mg/L降到了0.26mg/L。当PAC投加量增加到160mg/L时，总磷即可达到（《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918―2002）的B标准；当PAC继续增加投加量至250mg/L时，总磷即可达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918―2002）A标准。
2.5 污水处理厂化学除磷工艺在线试验
根据上述试验条件，将PAC配置成5g/L的溶液，按照160mg/L的量添加到污水处理系统中，为了测试不同加药位置对总磷去除的影响，本文分别在氧化沟出水口和二沉池前的配水井加PAC，分别检测2个位置加药的除磷效果，实验结果见表3。
表3 PAC投加位置对除磷效果的影响
| 序号 | 投加位置 | 反应前TP（mg/L） | 反应后TP（mg/L） | 除去率（%） |
| 1 | 氧化沟出口 | 4.13 | 0.93 | 77.5 |
| 2 | 二沉池前配水井 | 4.10 | 0.95 | 76.8 |
从实验结果可看出，在氧化沟出口位置添加PAC与在二沉池前的配水井位置添加PAC对除磷效果的影响不大，这是因为配水井到二沉池之间还有25m的距离，在管道内得到充分的混合，此外进水在二沉池的停留时间为6h，而前面的试验反应时间只有50min，在二沉池内有足够的反应时间，因此在这2个位置添加PAC对除磷效果没有明显的区别，出水总磷分别为0.93mg/L和0954mg/L出水均能达到《城市污水处理厂污染物排放标准（ GB18918-2002）的B标准。
3、结语
（1）PAC、PFC、聚合氯化铝铁、硫酸铝、PFS这5种不同的除磷剂， 在相同投加量的情况下， PAC的除磷效果较好。
（2）搅拌速度增加，除磷效果显著，但当搅拌速度增加到300r/min后， 继续增加搅拌速度对除磷效果作用不明显。
（3）搅拌时间增加，混合就越充分，反应也越完全，当搅拌时间达到20min后， 再增加搅拌时间对总磷的去除作用不大。
（4） 随着PAC投加量的增加， 反应平衡向生成沉淀一侧移动，从而提升总磷的去除率。当PAC投加量分别达到160mg/L和250mg/L时，出水总磷分别可以达到（《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB189182002）的B标准和A标准。
（5） 当PAC投加量为160mg/L时， 无论在氧化沟出水还是二沉池前的配水井投加PAC，出水总磷均能达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB 19918-2002）的B标准。
