摘要：文章以廣西某工業園區的污水處理廠為研究對象，對比PAC、PFC、PAFC、PFS和硫酸鋁5種除磷劑的除磷效果。實驗表明，在相同投加量的情況下，PAC優于其他4種除磷劑，確定適合污水處理廠的除磷劑為PAC。同時，對除磷工藝條件進行優化，結果表明，當攪拌速度為300r/min、攪拌時間為20min、PAC投加量為160mg/L時，出水總磷為0.89mg/L。此外，以該工藝參數進行污水處理在線試驗。結果表明，當PAC的投加量為160mg/L時，出水總磷可以降到0.93mg/L，出水總磷能穩定達標排放。
隨著工業化和城市化程度的不斷提高，排入水體中的磷總量不斷增加，導致水體富營養化日趨嚴重，遠遠超過了水體的自凈能力，使水體喪失應有的功能，由此引發的一系列問題已經嚴重影響人們的生產和生活。磷是多數水體富營養化的控制性因素，而磷的來源主要有2個方面，一是生活污水的排放，二是工業生產中的含磷廢水，尤其是后者含磷濃度高，影響大。因此，如何有效地除去廢水中的磷，對消除污染、保護環境具有十分重要的意義。
工業廢水處理中，因為營養失衡及含磷濃度高等原因導致生化處理過程中除磷效率低，很難達到排放標準。目前，常用和可靠的辦法就是化學除磷，通過投加除磷劑降低出水總磷。本文以廣西某工業園區污水處理廠為研究對象，主要是變性淀粉廢水、糖廠廢水及電池廢水，總磷較高，以聚合氯化鋁為除磷劑，探討各影響因素對除磷效果的影響，確定和優化該污水處理廠的除磷工藝條件。
1、實驗
1.1 水樣來源
實驗用水取自二沉池前的配水井，水質參數見表1。
表1 實驗用水水質
| 取水位置 | 溫度（℃） | 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 實驗材料
聚合氯化鋁（PAC）、聚合氯化鐵（PFC）、聚合氯化鋁鐵（PAFC）、硫酸鋁、聚合硫酸鋁（PFS）均購自衡陽市建衡實業有限公司。
1.3 實驗方法
取1000mL的水樣置2000mL的燒杯中，加入不同量的聚合氯化鋁溶液，以一定的速度攪拌一定的時間，靜置30min，取上清液分析總磷。
1.4 分析方法
TP采用過硫酸鉀消解-鉬酸銨分光光度法（GB11893-89）。
2、結果與分析
2.1 不同除磷劑對除磷效果的影響
將PAC、PFC、聚合氯化鋁鐵、硫酸鋁、PFS等除磷劑配置成5g/L的溶液，分別向燒杯中水樣中加入100mg/L的除磷劑，在200r/min的速度下攪拌10min，靜止30min取上清液進行總磷分析，結果見表2。
表2不同的除磷劑對總磷的去除的影響
| 序號 | 除磷劑種類 | 反應前TP（mg/L） | 反應后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 | 硫酸鋁 | 4.08 | 2.35 | 42.4 |
| 5 | PFS | 4.08 | 2.11 | 48.3 |
由表1的試驗結果可知，PAC、PFC和PAFC均對總磷的去除有較好的效果，綜合考慮本廠的實際情況、藥劑的處理效果及藥劑成本， 本廠選用PAC做為除磷劑。
2.2 攪拌速度對除磷效果的影響
在4個燒杯中分別裝有總磷為4.08mg/L的試驗用水1000mL，向燒杯中添加100mg/L的PAC，分別以100r/min、200r/min、300r/min和400r/min的速度攪拌10min，沉降30min，取上清液進行分析總磷，結果如圖1所示。
從實驗結果可看出，隨著攪拌速度的增加，混合越均勻，反應越充分，總磷的去除效果越好。但當攪拌速度增加到300r/min后，繼續增加攪拌速度對總磷的降低沒有顯著的影響，本文將攪拌速度確定為300r/min。
2.3 攪拌時間對除磷效果的影響
在5個燒杯中分別裝有總磷為4.08mg/L的試驗用水1000mL，向燒杯中添加100mg/L的PAC，以300r/min的速度分別攪拌5min、10min、20min、30min，沉降30min，取上清液進行分析總磷，結果如圖2所示。
從實驗結果可看出，隨著攪拌攪拌的增加，傳質得到了強化，反應越充分，總磷的去除效果越好。但當攪拌時間增加到20min后， 繼續增加攪拌時間對總磷的降低沒有顯著的影響，本文將攪拌時間確定為20min。
2.4 PAC投加量對除磷效果的影響
在7個燒杯中分別裝有總磷為4.08mg/L的試驗用水1000mL，向燒杯中分別添加100mg/L、130mg/L、160mg/L、190mg/L、220mg/L、250mg/L、280mg/L的PAC，以300r/min的速度攪拌20min，沉降30min，取上清液進行分析總磷，結果如圖3所示。
從圖3可看出，隨著PAC投加量的增加，除磷效果得到了顯著的提升，當PAC添加量從100mg/L增加到280mg/L時，總磷從1.66mg/L降到了0.26mg/L。當PAC投加量增加到160mg/L時，總磷即可達到（《城市污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918―2002）的B標準；當PAC繼續增加投加量至250mg/L時，總磷即可達到《城市污水處理廠污染物排放標準》（GB18918―2002）A標準。
2.5 污水處理廠化學除磷工藝在線試驗
根據上述試驗條件，將PAC配置成5g/L的溶液，按照160mg/L的量添加到污水處理系統中，為了測試不同加藥位置對總磷去除的影響，本文分別在氧化溝出水口和二沉池前的配水井加PAC，分別檢測2個位置加藥的除磷效果，實驗結果見表3。
表3 PAC投加位置對除磷效果的影響
| 序號 | 投加位置 | 反應前TP（mg/L） | 反應后TP（mg/L） | 除去率（%） |
| 1 | 氧化溝出口 | 4.13 | 0.93 | 77.5 |
| 2 | 二沉池前配水井 | 4.10 | 0.95 | 76.8 |
從實驗結果可看出，在氧化溝出口位置添加PAC與在二沉池前的配水井位置添加PAC對除磷效果的影響不大，這是因為配水井到二沉池之間還有25m的距離，在管道內得到充分的混合，此外進水在二沉池的停留時間為6h，而前面的試驗反應時間只有50min，在二沉池內有足夠的反應時間，因此在這2個位置添加PAC對除磷效果沒有明顯的區別，出水總磷分別為0.93mg/L和0954mg/L出水均能達到《城市污水處理廠污染物排放標準（ GB18918-2002）的B標準。
3、結語
（1）PAC、PFC、聚合氯化鋁鐵、硫酸鋁、PFS這5種不同的除磷劑， 在相同投加量的情況下， PAC的除磷效果較好。
（2）攪拌速度增加，除磷效果顯著，但當攪拌速度增加到300r/min后， 繼續增加攪拌速度對除磷效果作用不明顯。
（3）攪拌時間增加，混合就越充分，反應也越完全，當攪拌時間達到20min后， 再增加攪拌時間對總磷的去除作用不大。
（4） 隨著PAC投加量的增加， 反應平衡向生成沉淀一側移動，從而提升總磷的去除率。當PAC投加量分別達到160mg/L和250mg/L時，出水總磷分別可以達到（《城市污水處理廠污染物排放標準》（GB189182002）的B標準和A標準。
（5） 當PAC投加量為160mg/L時， 無論在氧化溝出水還是二沉池前的配水井投加PAC，出水總磷均能達到《城市污水處理廠污染物排放標準》（GB 19918-2002）的B標準。
