污水廠化學除磷的控制思路(下(xià))

  磷在污水廠中(zhōng)是公認爲使用化學法較爲容易控制的污染指标之一(yī)，一(yī)般在各個階段通過調整化學藥劑的投加量，就可以有效的進行控制出水總磷的指标。在實際運行中(zhōng)，化學除磷也是污水廠使用的最爲普遍的除磷方式，雖然生(shēng)物(wù)除磷更爲經濟和環境友好，但是污水廠綜合考慮生(shēng)物(wù)脫氮和除磷的矛盾，往往更傾向于生(shēng)物(wù)脫氮和化學除磷相結合的方式來進行工(gōng)藝管理。在确定了化學加藥除磷的工(gōng)藝思路以後，運行成本就成爲了管控的目标和重點，而運行成本的管控和化學除磷的精準控制有直接的關系，這一(yī)期公衆号和大(dà)家探讨一(yī)下(xià)化學除磷的控制思路。

  在之前的公衆号的文章裏，已經對化學除磷的加藥方式，加藥點都進行了讨論，化學加藥可以分(fēn)爲三種加藥方式，預加藥-在預處理的初沉池投加，同步加藥-在生(shēng)物(wù)處理段的曝氣池末端投加，後加藥-在深度處理單元投加。這幾種方式各有利弊，下(xià)面的列表可以簡單的對這幾種加藥方式有一(yī)些了解：

   無論哪一(yī)種加藥的方式，都有很大(dà)的改進和控制的空間，所有的運行管理人員(yuán)都希望得到更經濟的運行加藥模式，因此在運行過程中(zhōng)采取更爲有效的加藥控制是降低成本的關鍵。現階段較多的污水廠采用的是結果控制的模式，通過出水水質的TP的變化，通常是出水在線的TP監測儀的數據來進行加藥量的控制。這種反饋控制方式由于加藥點和出水監測點還有一(yī)段工(gōng)藝，一(yī)般是深度處理段或者消毒池段，因此加藥反應會存在一(yī)定的滞後性，爲了避免因爲滞後加藥導緻這一(yī)段時間的出水超标，運營管理人員(yuán)的調控措施都是保留一(yī)個緩沖值，就是标準是0.5mg/L，但是控制在0.3mg/L，中(zhōng)間預留0.2mg/L的空間，在數值達到0.3mg/L的時候，就開(kāi)始進行藥量的調控，這樣可以預先控制，消除工(gōng)藝段帶來的滞後性的反饋控制。但是這樣也存在一(yī)個很重要的問題，那就是這樣的控制方式就是過量加藥，從工(gōng)藝保障上來說，這是很穩妥的做法，但是從成本管控上，這樣的控制不是很好的節省藥劑成本的做法。

   如何進行更精準，更節省藥劑成本的控制方式來進行加藥管理呢？對于一(yī)項目的性很強的管理工(gōng)作，我(wǒ)(wǒ)們要進行很多細節方面的研究，以便取得更有效地管控措施，下(xià)面來逐一(yī)進行探讨。

   1、全流程的磷的檢測。

   在前面的公衆号文章中(zhōng)，介紹了除磷藥劑主要是與磷酸根進行反應，生(shēng)成磷酸鹽沉澱，因此判斷在整個污水廠各個流程階段的總磷中(zhōng)的磷酸鹽含量的多少，是判斷加藥效果的重要依據。除磷的金屬鹽類藥劑一(yī)般以正磷酸根爲主要的反應去(qù)除對象，而化驗室監測正磷酸鹽的方法省去(qù)了消解過程，可以快速測定，因此在實際控制中(zhōng)可以考慮使用正磷酸根作爲日常快速判定加藥的依據。特别是現階段已經具有在線的磷酸根測量儀表，最短可在5分(fēn)鍾内對水中(zhōng)的正磷酸根進行檢測。這樣我(wǒ)(wǒ)們就能夠使用在線的儀表進行除磷效果的快速測定，從而判斷加藥量是否足夠。

一(yī)般的生(shēng)活污水在經過生(shēng)化段的生(shēng)物(wù)反應以後，進水中(zhōng)的總磷的各種組分(fēn)絕大(dà)部分(fēn)都水解轉化成正磷酸鹽，因此在經過生(shēng)物(wù)段以後進行正磷酸鹽的檢測會比較接近水中(zhōng)總磷的含量，也就是說在生(shēng)物(wù)池的出口，或者二沉池進行正磷酸鹽的檢測，往往能取代總磷的檢測，加快對水質的檢測反應速度，從而更精準的控制加藥比例。但是進水總磷的組分(fēn)複雜(zá)，單純檢測正磷酸鹽，往往會遺漏掉其他磷組分(fēn)，因此進水不能以正磷酸鹽來替代總磷進行檢測，其餘的還有污泥中(zhōng)的磷含量，污泥中(zhōng)磷組分(fēn)相對複雜(zá)，必須使用總磷方式進行檢測。這樣可以對污水處理的全流程進行簡化的總磷檢測如下(xià)表：

   通過全面的磷的檢測，以及引入在線的正磷酸鹽及總磷的檢測設備，可以将控制采納的更爲精細化，也更能精準的把控系統内磷的變化情況，從而采取更有效的措施進行加藥的控制。

   2、多元控制因子的引入。

   實現除磷藥劑成本的控制，需要的不僅僅是出水總磷的在線數據，而是更多的參數參與控制，在實際運行中(zhōng)越多的控制參數，會使加藥量更加的精準，從而保證了出水水質的穩定，也能夠把控制範圍縮小(xiǎo)到最小(xiǎo)，從而節省更多的藥劑成本。下(xià)面羅列幾項參與除磷控制的因子。

   A、水量。除磷藥劑的投加量是和水中(zhōng)磷的總量相互對應的，污水廠磷的負荷總量是磷濃度和水量乘積，因此水量的變化，對加藥量的影響是非常直接的，而城市污水廠的水量受到城鎮居民生(shēng)活習慣的影響，是在不斷地變化的。爲了匹配加藥量，除磷藥劑的加藥泵的控制系統需要能夠調控流量，比如選用變頻(pín)調速的加藥泵，在加藥泵的控制上增加PLC控制系統，與系統的水量進行關聯，設置變化參數，根據水量來調整加藥量。特别是日夜水量變化大(dà)的污水廠，四季水量變化大(dà)的污水廠，引入水量因子來進行合理調控，可以減少除磷藥劑的過度消耗，從而降低藥劑成本。

   B、生(shēng)物(wù)除磷效果。生(shēng)物(wù)除磷一(yī)直是各個污水廠較爲頭疼的控制因素，生(shēng)物(wù)除磷的影響因素較多，聚磷菌對生(shēng)存環境的溶解氧，進水中(zhōng)的易降解的有機物(wù)VFA，回流污泥中(zhōng)的聚磷菌的數量，厭(yàn)氧區的化合态的氧氣，污泥齡SRT等等都有很複雜(zá)的控制要求，這也是多數污水廠無法精準控制生(shēng)物(wù)除磷的主要原因，更多的污水廠願意使用化學除磷來對出水總磷進行更可靠的保障。但是在實際運行中(zhōng)對生(shēng)物(wù)除磷的效果的判定還是要進行的，運行管理人員(yuán)在厭(yàn)氧段引入正磷酸鹽的化驗，和進水的正磷酸鹽進行對比，可以檢測生(shēng)物(wù)釋放(fàng)磷的效果。由于化學除磷是生(shēng)成穩定的化合物(wù)，不再釋放(fàng)，因此厭(yàn)氧區磷的升高是收到聚磷菌的磷釋放(fàng)造成的，因此在日常管理中(zhōng)，我(wǒ)(wǒ)們對生(shēng)物(wù)除磷的效果，可以通過檢測厭(yàn)氧區的磷升高的幅度來判斷生(shēng)物(wù)除磷的效果，根據磷釋放(fàng)的情況，進行剩餘污泥排放(fàng)的調控。

   C、過程中(zhōng)磷的檢測數值。通過正磷酸鹽的檢測，我(wǒ)(wǒ)們可以快速的測定磷，甚至可以通過在線的設備來實時監測磷的變化，這樣可以根據各個階段不同的磷含量來進行加藥量的反饋控制，過程控制相對最終出水的總磷控制要更快更有效，也更及時的對總磷的變化進行藥量的調整。在實際運行中(zhōng)，根據廠内實際的投加點位的選擇不同磷的測試點，根據測試點的磷的測定數據實時的控制除磷藥劑的投加。在不同的投藥點要确定不同的控制指标，在全流程越靠後的位置，指标控制的會越低，這樣可以保證出水磷的穩定達标，如果出水指标以一(yī)級A 的0.5mg/L控制，在生(shēng)化段之前投加，初沉池出水控制P指标在3mg/L，在生(shēng)化段中(zhōng)投加，二沉池出水控制指标要在0.5mg/L，在深度處理段投加，出水指标控制在0.2~0.3mg/L。分(fēn)階段分(fēn)指标的控制，可以兼顧各個階段不同的功能，同時也有效的降低了藥劑的消耗量，生(shēng)物(wù)除磷的效果也能得到發揮。

   D、藥劑的确定。污水廠對除磷藥劑的選擇決定了藥劑投加後效果的好壞，在确定藥劑的時候，在污水處理廠的全流程進行取樣，在各個投機點進行取樣，然後在實驗室進行投加量的小(xiǎo)試檢測除磷效果，确定出最佳的投藥比例。藥劑的不同在不同的使用地點也會産生(shēng)不同的使用效果，生(shēng)化段使用鐵鹽對微生(shēng)物(wù)的副作用較小(xiǎo)，但是鋁鹽的長期積累會對微生(shēng)物(wù)造成一(yī)定的影響，而深度處理段鐵鹽的投加會産生(shēng)多餘的鐵鹽造成的鐵離(lí)子的污染，比如對水體(tǐ)的染色，對流經的渠道産生(shēng)鐵離(lí)子的沉積染色，對MBR膜産生(shēng)鐵離(lí)子的污染等等，深度處理使用鋁鹽更适合。在實驗室确定投藥量以後，也要結合藥品投加後産生(shēng)的實際影響進行綜合考慮，确定最佳的投藥方式和投藥品種。

   更多的控制因子，各個污水廠可以根據自己的實際運行情況進行選擇添加，作爲一(yī)個化學藥劑去(qù)除的總磷的方式，可以精準的使用計算公式來進行去(qù)除的，引入計算機控制是實現精準控制，降低成本的最佳方法。現階段的污水廠的自控體(tǐ)系大(dà)部分(fēn)都是以監視和上位機控制起停的方式爲主，應該還不能算是真正實現自動控制，這與微生(shēng)物(wù)處理本身的複雜(zá)性有很大(dà)的關系。污水廠中(zhōng)的化學除磷的各個因子可監視和可控的的條件更爲成熟，在一(yī)些自控設計體(tǐ)系中(zhōng)，有條件的污水廠可以進行除磷加藥的自控設計。

   在控制系統裏，可以結合進水的流量和出水的正磷酸鹽的含量來進行計算控制，一(yī)種較爲簡單的控制的計算思路爲：

   其中(zhōng)：q爲需要調整的加藥量l/s，注意這裏有正負之分(fēn)，如果測定值大(dà)于設定值，就是正值，也就意味着需要增加加藥量；反之爲負的時候，說明加藥量過大(dà)，需要減少加藥量。

   Q爲進水流量，可以從進水流量計進行監測進水的流量，并可以通過數據記錄，對長期進水水量的變化進行預測和判斷。注意這裏的單位都統一(yī)成爲l/s

   P測定爲在線監測的正磷酸鹽的含量P-PO4

   P設定爲設定的正磷酸鹽的含量P-PO4，可根據加藥點的設置的不同采取不同的控制量，避免藥量的過度投加。

   31是磷的原子量，在計算中(zhōng)要換算成化學摩爾數，利用化學反應式來确定加藥量的多少。

   β 是反應比例系數，一(yī)般爲1.5

   M 是投加化學藥劑主要金屬元素的原子量，除磷的化學反應中(zhōng)PO4-和金屬鹽類都是1：1的摩爾比，因此這裏就是金屬鹽類的分(fēn)子量。

   η% 是除磷劑的藥品濃度百分(fēn)比

   P% 是除磷劑配置的溶液濃度的百分(fēn)比

   這個控制公式結合了進水流量和投加段出水的總磷來共同進行控制，控制有前置變化和後置結果共同參與控制，對除磷藥劑的精準投加起到了良好的控制作用，使加藥量随着水質水量的變化而進行變化，避免了除磷劑的藥量浪費(fèi)，實現成本的有效控制。

除磷是當前污水廠的主要成本支出方向，作爲今後污水廠精細化運行，精準管控成本上，在除磷藥劑的投加上，我(wǒ)(wǒ)們還要進行更深入的探索和研究，不斷的開(kāi)發自控系統在污水廠的實際應用，也更好的把污水廠的管理精細化，真正實現精準管控，将污水廠的管理提升一(yī)個新的層次。