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强化生物除磷工艺(EBPR)是我国城市污水处理厂生物除磷普遍采用的技术,由于水质特性和操作条件等原因,多数污水处理厂的出水总磷不能稳定达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准,对生物除磷系统进行化学强化处理成为城市污水处理厂提标改造的主流方法。而化学强化生物除磷工艺普遍采用的定量或过量加药模式,不仅造成了药剂浪费,运营成本增高,还使污泥产量增大,甚至生物系统原有的除磷能力也随之下降。本研究首先对西安市第四污水处理厂化学强化A2/O处理系统的除磷剂投量、处理效果及磷的去向进行调查、测定和分析,然后在实验室对投药量(Fe/P)与残余磷浓度关系、影响因素等进行探讨。研究结果表明:(1)西安市第四污水处理厂通过投加化学除磷剂对A2/O工艺进行强化除磷效果良好,在投加量为Fe/P(mol/mol)和Al/P(mol/mol)分别为3.476和0.765的条件下,磷的去除率达到98%;化学沉淀、强化生物除磷(聚磷菌)和微生物增殖三者去除的磷的比例分别为7%、45.07%和47.92%;但该污水处理厂化学除磷系统处于药剂过量投加状态,需要进行改进和优化。(2)金属盐投加量(Fe/P)是影响学除磷残余磷浓度的重要因素,Fe/P(mol/mol)与出水磷浓度呈非线性关系。单因素混凝试验结果表明当金属盐投加量(Fe/P)为1.753时,可使废水中残余磷浓度降至0.5mg/L以下,除磷效率可达98%。(3)pH值是影响化学除磷的重要因素。废水中残余磷浓度随着pH值的变化而变化,pH值为7.2时,化学除磷效率最高。(4)通过对水合三氧化二铁絮体(HFO)老化试验证明,HFO表面活性位点对磷酸盐的吸附作用是化学除磷的重要机制之一;HFO絮体老化会减少其表面吸附位点,导致总磷酸盐吸附量降低,当金属盐投量(Fe/P)不变时,废水中残余磷浓度升高。(5)化学强化除磷过程是由溶解、沉淀、絮体老化、吸附和共沉淀等多个步骤组成的缓慢动态过程;依据实验结果和反应过程动力学分析,建立了残余磷浓度与金属盐投加量(Fe/P)、pH值和水合氧化铁絮体老化时间之间的定量关系为:(?)(6)对金属盐投量经验公式在不同操作条件下进行了验证,理论计算值与实测残余磷浓度值的相对误差在1.76～37.68%之间。该经验公式可以作为铁盐投加量的预测工具,供实际应用参考。