針對污水氣溫較低及進水水質(zhì)超設(shè)計值CASS池出水總磷不達標的現(xiàn)象，筆者采用生物化學強化除磷的方法研究氣溫較低及進水水質(zhì)超標時城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的除磷規(guī)律。

　　1、試驗方法

　　CASS反應(yīng)池原有設(shè)計工藝：周期運行時間為6h，污泥濃度保持在4500mg/L左右。

　　1.1 試驗裝置

　　采用有效容積為1L的燒杯模擬CASS池進行小試研究，燒杯取實際運行CASS池工況為純曝氣60min后的泥水混合物，污泥濃度保持在不同濃度時，不同運行工況沉淀60min后的上清液進行測定。

　　1.2 在以上生物處理基礎(chǔ)上，試驗配合不同除磷藥劑的除磷效果

　　除磷劑及投加方式選用，聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和TOB除磷劑為強化除磷的化學試劑，選擇不同的濃度直接投加至燒杯中進行攪拌30min(相當于曝氣停止前30min投加到實際CASS主反應(yīng)區(qū)的效果，另外一組燒杯不投加除磷劑作為對照組。)

　　2、生物化學強化除磷方法的確定

　　2.1 生物強化的除磷效果

　　2.1.1 增加反應(yīng)時間的除磷效果

　　生物在低溫下活性及反應(yīng)能力降低，且冬季進水量較穩(wěn)定，因此當氣溫為-10℃~30℃時，將CASS池的反應(yīng)周期由6h延長至8h。污泥濃度為4500mg/L左右。反應(yīng)6h時進水總磷7mg/L、9mg/L、11mg/L左右時出水總磷在2.1mg/L、3.5mg/L、4.5mg/L左右，反應(yīng)8小時時進水總磷7mg/L、9mg/L、11mg/L左右時出水總磷在1.8mg/L、3.3mg/L、4.0mg/L左右，可以看出指標下降幅度較小。

　　2.1.2 增加反應(yīng)池污泥濃度的除磷效果

　　生物反應(yīng)主要是依靠污泥中的生物進行分解處理，污泥濃度越高參與反應(yīng)的生物越多，因此考慮在不影響其他出水指標的前提下提高污泥濃度以提高系統(tǒng)生物處理能力。

　　在進水總磷為7mg/L、9mg/L、11mg/L左右時分別取1-4號CASS池，各池濃度分別控制在5500mg/L、6500mg/L、7500mg/L、8500mg/L左右時純曝氣60min后的泥水混合物，沉淀60min后的上清液進行測定總磷，COD、SS和總氮。結(jié)果發(fā)現(xiàn)污泥濃度在7500mg/L左右時出水總磷在1.3mg/L~3mg/L，且總氮指標也有所減少。污泥濃度到8500mg/L左右時，出水總磷反而升高，且出水COD值接近臨界值。

　　在對CASS池的生物反應(yīng)時間和反應(yīng)濃度進行調(diào)整到最優(yōu)狀態(tài)(8小時運行周期，污泥濃度7500mg/L左右)時，出水總磷在1.3mg/L~3mg/L，生物除磷能力有限且出水總磷濃度達不到排放標準(1.0mg/L)。

　　2.2 生物化學強化除磷方法

　　生物化學強化除磷有4種方法。

　　1)投加聚合硫酸鐵，選用30%聚合硫酸鐵原液，選取總磷，7mg/L、9mg/L、11mg/L左右的進水，投加比分別為0.075mL/L，0.05mL/L，0.025mL/L，0.015mL/L，結(jié)論：投加聚合硫酸鐵時，除磷效果較差，且投加量和除磷效果沒有線性關(guān)系。隨著藥劑的增多，出水的色度逐漸增大，出水COD值有所增加。

　　2)投加聚合氯化鋁，因現(xiàn)場實際環(huán)境限制，直接選用固體聚合氯化鋁(每袋25kg)，選取總磷，7mg/L、9mg/L、11mg/L左右的進水，投加比分別為0.075mg/L，0.05m/L，0.025mg/L，0.015mg/L，結(jié)論：投加聚合氯化鋁時，除磷效果較好，隨著進水總磷的增加去除率越高，但降至1.3mg/L左右后，出水總磷與藥劑投加量沒有線性關(guān)系，基本沒有變化。

　　3)投加TOB除磷劑，因投加固體和液體的效果一樣(每袋25kg)，直接選用固體TOB除磷劑，選取總磷7mg/L、9mg/L、11mg/L左右的進水，投加比分別為0.075mg/L，0.05mg/L，0.025mg/L，0.015mg/L。結(jié)論：投加TOB除磷劑時，除磷效果較好，隨著投加量的增加，除磷效果越來越好，但在高濃度的情況下去除情況比低濃度差，且投加成本較高。

　　4)綜合2.2.2和2.2.3的試驗結(jié)果進行了投加聚合氯化鋁+TOB除磷劑試驗。

　　選取總磷7mg/L、9mg/L、11mg/L左右的進水，選擇以下投加總量和比例，總量為0.075mg/L，比例分別為2︰1、1︰1、1︰2。結(jié)論：當聚合氯化鋁和TOB除磷劑投加比例為2︰1，總量為0.075mg/L時，除磷效果做好且進水總磷在試驗濃度范圍內(nèi)出水總磷全部達標。

　　3、生物化學強化除磷的方法對處理系統(tǒng)出水水質(zhì)的影響

　　將該方法運用正常生產(chǎn)試驗，數(shù)據(jù)與實驗室數(shù)據(jù)接近。

　　3.1 對出水COD的影響

　　采用生物化學強化除磷的方法后出水COD值有所降低，COD值從15mg/L~25mg/L降至12mg/L~20mg/L。分析認為如果繼續(xù)增加除磷劑投加量會消耗CASS池內(nèi)大量碳源，出水總氮指標會受到影響。

　　3.2 對出水SS的影響

　　采用生物化學強化除磷的方法后出水SS值有所降低，SS值從5mg/L~10mg/L左右降至4mg/L~8mg/L。分析認為，是通過吸附架橋作用而使膠體脫穩(wěn)、絮凝、沉降，從而使污水中SS含量在出水中降低。

　　3.3 對出水總氮的影響

　　采用生物化學強化除磷的方法后出水總氮值有所降低，總氮值從12mg/L~18mg/L降至11mg/L~16mg/L。

　　4、生物化學強化除磷的方法的結(jié)論

　　城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)在氣溫較低及進水水質(zhì)超設(shè)計值時，采用生物化學強化除磷規(guī)律的研究并分析了該方法對出水水質(zhì)的影響，得到2個結(jié)論。

　　1)進水總磷為7.2mg/L~12.7mg/L時，氣溫小于-10℃時，生物除磷出水總磷為2.1mg/L~4.5mg/L，運行反應(yīng)周期延長至8小時，污泥濃度提高至7500mg/L，生物除磷出水總磷為1.5mg/L~3.5mg/L。

　　2)投加聚合氯化鋁+TOB除磷劑，投加總量為0.075mg/L，聚合氯化鋁和TOB除磷劑投加比例為2︰1時，出水總磷為0.6mg/L~0.8mg/L，能進一步降低系統(tǒng)出水COD、SS和總氮濃度。