一直以來，國家對水污染富營養(yǎng)化問題都非常重視。近年來，北方某市進(jìn)一步提高了對各污水處理廠出水指標(biāo)的要求，尤其是對出水總磷進(jìn)行了重點(diǎn)控制。城市污水處理廠主要采用生物處理手段，目前聚磷菌、反硝化聚磷菌的研究雖然已經(jīng)取得了很大突破〔1, 2, 3〕，不論是更改工藝配置，還是生物反應(yīng)器直接進(jìn)行生物添加，都能使TP去除率達(dá)到85%以上，甚至達(dá)到92%〔4, 5, 6, 7, 8〕。但在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，冬季僅采用生物法除磷，無法達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)，即總磷質(zhì)量濃度不超過0.5 mg/L的要求。如要將總磷排放控制在一級A標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，需要采用化學(xué)混凝輔助除磷工藝。筆者通過考察、對比一種新型液態(tài)除磷劑與固態(tài)聚合氯化鋁（PAC）的除磷性能，以期為北方冬季城市污水處理工藝提供參考。
1 試驗(yàn)部分
1.1 儀器與試劑
ZR4-6混凝試驗(yàn)攪拌機(jī)，深圳市中潤水工業(yè)技術(shù)發(fā)展有限公司；5B-1恒溫消解儀，上海海爭電子科技有限公司；754紫外可見分光光度計(jì)，天津市拓普儀器有限公司；XZ-S型智能色度儀，上海海恒機(jī)電儀表有限公司；BZ-1Z型便攜式濁度儀，上海海恒機(jī)電儀表有限公司。
新型除磷劑，液體，氯化鐵為主，鹽基度10%，有效鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)>8%，同濟(jì)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室制備；聚合氯化鋁，氧化鋁含量>25%，鹽基度90%；聚丙烯酰胺PAM，相對分子質(zhì)量>1 000萬；過硫酸鉀、抗壞血酸、鉬酸銨、酒石酸銻鉀、磷酸氫二鉀，均為分析純。
1.2 原水水質(zhì)
二沉池設(shè)計(jì)出水水質(zhì)SS≤30 mg/L、TN≤23 mg/L、TP≤4 mg/L。要求出水TP達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級排放標(biāo)準(zhǔn)，其中A標(biāo)準(zhǔn)要求TP<0.5 mg/L，B標(biāo)準(zhǔn)要求TP< 1 mg/L。
1.3 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)水樣取自北方某市某示范污水處理廠生物處理后二沉池出水，出水水質(zhì)見1.2二沉池設(shè)計(jì)出水水質(zhì)，溫度<10 ℃。小試用水的水質(zhì)：pH=6.91，濁度為17.17 NTU，色度為20倍，TP質(zhì)量濃度為3.00 mg/L。
首先在快速攪拌下（300 r/min）向1 L水樣中加入一定量的混凝藥劑（新型除磷劑和PAC），繼續(xù)快攪1 min；然后在慢攪（100 r/min）條件下，投入PAM，持續(xù)攪拌1 min；最后靜置沉淀10 min。取上清液測TP，其中磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線和TP 的測定方法采用《水質(zhì)總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》（GB 11893—1989）；水體濁度和色度通過儀器直接測定。
2 結(jié)果與討論
2.1 兩種混凝藥劑除磷效果的對比
分別向1 L原水中投加0~120 mg/L的混凝藥劑、1 mg/L的PAM，混凝沉淀后測定水樣的濁度、色度，以及上清液的TP，兩種混凝藥劑的除磷效果見圖 1。
圖 1 不同混凝藥劑的TP去除效果對比
對比兩種混凝藥劑的除磷率，由圖 1可以看出，隨著藥劑投加量的不斷增加，TP去除率均呈現(xiàn)遞增趨勢，且當(dāng)藥劑的投加質(zhì)量濃度高于100 mg/L之后，二者的TP去除率趨勢均變緩。在相同投藥量下，新型除磷劑去除TP的效果均比PAC要好，尤其在低投加質(zhì)量濃度（0~40 mg/L）范圍內(nèi)，二者去除TP的效果差距不斷拉大；在中等投加質(zhì)量濃度（40~80 mg/L）范圍內(nèi)，二者去除TP的效果差距逐漸縮小至0；在投加質(zhì)量濃度高于80 mg/L時，二者幾乎達(dá)到同樣的除磷效果，并基本保持不變。
2.2 兩種混凝藥劑對原水濁度、色度的去除效果
隨著兩種藥劑投加量的不斷增加，水體的濁度也會在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，且基本呈下降趨勢。試驗(yàn)結(jié)果表明，投加50~120 mg/L新型除磷劑后，水體濁度在3.47~2.78 NTU內(nèi)波動，色度均小于10倍；而投加50~120 mg/L PAC后，水體濁度在1.55~0.59 NTU內(nèi)波動，色度均小于5倍�？梢钥闯觯谶x定合適的藥劑投加量范圍內(nèi)，出水均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。然而，相同投加量下，新型除磷劑的除磷效果要比PAC好，但濁度和色度的去除效果不如PAC。這可能是因?yàn)樾滦统讋├镨F離子的引入會影響水體濁度和色度。
2.3 成本分析
根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果，為使目標(biāo)污水處理廠出水TP達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，污水廠穩(wěn)定運(yùn)行下的新型除磷劑的投加質(zhì)量濃度為95 mg/L，其價格為700元/t，藥劑費(fèi)用為0.066 5元/t；然而，相同情況下，PAC的投加質(zhì)量濃度為106 mg/L，其價格為 2 000元/t，藥劑費(fèi)用為0.212元/t�？梢钥闯觯退巹┑倪x用，處理相同量的污水，新型除磷劑比PAC能節(jié)省約69%的費(fèi)用。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3 結(jié)論
通過以上燒杯試驗(yàn)，研究了兩種混凝藥劑對冬季北方某市某污水處理廠生物處理出水的除磷效果；同時，還考察了不同藥劑投加量對原水濁度、色度的影響。結(jié)果表明，要使出水TP達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級A 排放標(biāo)準(zhǔn)，新型除磷劑的最佳投加質(zhì)量濃度為95 mg/L，PAC的最佳投加質(zhì)量濃度為106 mg/L。在最佳投加量下，出水濁度和色度均達(dá)標(biāo)；而且，使用新型除磷劑所需藥劑費(fèi)用僅占使用PAC費(fèi)用的31%。可見，新型除磷劑將在今后解決北方冬季城鎮(zhèn)污水總磷難達(dá)標(biāo)問題上凸顯其優(yōu)勢。
