3.8.4 化学除磷的比选
除磷主要有生物除磷和化学除磷两种工艺。本工程采用生物除磷为主，辅以化学除磷的工艺，以确保出水的磷浓度在排放标准以内。 3.8.4.1 药剂投加点确定
化学除磷主要是向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中去除。固液分离可单独进行，也可与初沉污泥和二沉污泥的排出相结合。按工艺流程中化学药剂投加点的不同，化学沉淀除磷工艺可分为前置沉淀、同步沉淀和后置沉淀三种类型。
(1) 前置沉淀：在初沉池前投加药剂时，要求具有良好的混合和絮凝作用以保证最佳处理效果。通过混合和絮凝系统的合理设计，一级处理可获得70-90%的除磷率。投加药剂还可明显提高BOD和SS的去除率。对此种方法，设置独立的快速混合池是必要的。
(2) 同步沉淀： 将铝盐或铁盐直接投加到生物池内或生物池与二沉池之间是相当普遍的化学除磷方法。这种选择充分体现了药剂投加点的灵活性，允许改变加药点确保最佳混凝条件。由于最佳药剂投加位置依化学药剂的选择、生物池与沉淀池之间渠道的水流速度梯度及污水的水质特性而变化，因此对加药点的生产性试验是非常必要。
(3) 后置沉淀：在二沉池后投加药剂除磷。 三种投加类型比较见下表。
投加类型比较表 工艺类型 优点 缺 点 前 沉 析 工 艺 1. 能降低生物处理设施的负荷，平衡其负荷的波动变化，因而可以降低能耗 2. 与同步沉析相比活性污泥中有机成分不会增加 3. 现有污水厂易于实施改造 1. 通过污泥回流可以充分利用沉析药剂 2. 如果是将药剂投加到曝气池中，可采用价格较便宜的二价铁盐药剂 3. 金属盐药剂会使活性污泥重量增加，从而可以避免活性污泥膨胀 4. 同步沉析设施的工程量较小 1.总污泥产量增加 对反硝化反应造成困难，底物分解过多 对改善污泥指数不利 同 步 沉 析 工 艺 1. 采用同步沉析工艺会增加污泥产量 2. 采用酸性金属盐药剂会使PH值下降到最佳范围以下，这对硝化反应不利 3. 磷酸盐污泥和生物剩余污泥是混合在一起的，因而回收磷酸盐是不可能的，此外在厌氧状态下污泥中磷会再溶解 4. 由于回流泵会使絮凝体破坏，但可通过投加高分子絮凝助凝剂减轻这种危害 1.后沉析工艺所需要的投资大，运行费用1. 磷酸盐的沉析是和生物净化过程相分离的，互相不产生影响 高，但当新建污水处理厂时，采用后沉析工艺可以减小生物处理二次沉淀池的尺2. 药剂的投加可以按磷负荷的变化进行控制 寸 3. 产生的磷酸盐污泥可以单独排放，并可以加以利用，如用做肥料 考虑到工艺的运行灵活性，本次设计设置同步、后置两个投加点。药剂投加量的多少可以根据污水厂实际运行情况来确定。
3.8.5 混凝剂的比选
后 沉 析 工 艺
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化学除磷的药剂主要有铁盐、铝盐和石灰。 1) 投加石灰法
向污水中投加石灰，污水中磷酸盐与石灰的化学反应已达到除磷目的。
污水碱度所消耗的石灰量通常比形成磷酸钙类沉淀物所需的石灰量大几个数量级，因此石灰法除磷所需的石灰投加量基本上取决于污水的碱度，而不是污水的含磷量。满足除磷要求的石灰投加量大致为总碳酸钙碱度的1.5倍。
石灰法除磷的pH值通常控制在10以上，由于高的pH会抑制和破坏微生物的增殖和活性，所以石灰法不能用于协同沉淀，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷。
2) 投加铁盐和铝盐
常用于污水化学除磷的铝盐有硫酸铝和碱式氯化铝（PAC），硫酸铝是最常用的铝盐混凝剂，纯硫酸铝的分子式为Al2(SO4)3.18H2O，含Al2O3量15.3%，工业硫酸铝的分子式Al2(SO4)3.14H2O，含Al2O3约17%，我国的精制硫酸铝大致相当于这种产品。液态硫酸铝因不需溶解和价格较低，近年来得到了广泛使用。聚合氯化铝又称碱式氯化铝（PAC）是三氯化铝和氢氧化铝的复合盐，其有效成分Al2O3的含量约为28-32%，价格比硫酸铝贵，但其Al2O3含量高，所以投加量相比硫酸铝少。
常用于污水化学除磷的铁盐包括三氯化铁、氯化亚铁和硫酸亚铁三种。由于铁盐具有腐蚀性，所以在处理、储存和投加过程中需要特别小心，以避免人身伤害以及钢铁和混凝土的过快腐蚀和严重腐蚀。铁盐还会加重水的色度，影响感观。
聚合氯化铝（PAC）在有效性和低温混凝性能等方面具有优势，本工程考虑采用聚合氯化铝（PAC）。 3.8.6 消毒工艺
污水经三级生物处理后，有机污染物的去除已达到排放标准，但仍含有大量的致病细菌和寄生虫卵。
根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准的规定，污水处理厂出水应杀灭病菌，进行消毒处理。
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本次设计考虑其中10万m拟采用紫外线照射方式，采用低压高强紫外灯照射，紫外
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线平均剂量至20 J/ cm以上，使出水指标大肠杆菌数低于1000个/L。
城北污水处理厂位于新北区，附近的青龙工业园区，民营工业远区及广源热电厂均是用水大户，从全市中水回用的总体布局考虑，为满足20%的污水回用总目标，城北污水处
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理厂宜布置5万m/d中水回用。中水管道需要保持一定的余氯量，因此5万m/d回用中水采用ClO2消毒，在未落实用户的条件下暂排藻江河（接触池暂不建设，可考虑在沿藻江河东侧驳岸后砌明渠解决）。
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3.8.7 出水提标方案比选
对以上污水生物处理工艺和污水深度处理工艺，确定二个方案进行技术经济比较。 （1） 方案一：扩建生物反应池+提升泵房+混凝沉淀+均质滤料滤池
图3-3 方案一工艺流程图
絮凝剂、除磷药剂 增大内回流 进水
AA/O池扩建及改二沉池 提升泵房 机械混合池 机械反应池 回流污泥 剩余污泥 反冲洗泵房 均质滤料滤池 高效沉淀池 出水
（2） 方案二：生物反应池投加悬浮填料+提升泵房+混凝沉淀+均质滤料滤池
图3-4 方案二工艺流程图
增大内回流 加填料 絮凝剂、除磷药剂 排泥 初沉池 AA/O池 二沉池 提升泵房 机械混合池 机械反应池 回流污泥 剩余污泥 反冲洗泵房 均质滤料滤池 高效沉淀池 出水
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排泥
技术方案比较表 名称 优点 1.提高了B/N比，强化脱氮效果； 2.工艺衔接在平面、高程上顺畅； 3.生化系统不需要另行征地，节约土地资源； 4.工艺运行稳定可靠； 5.投资适中 1.易实施，不影响生产运行； 2.不改变原来的工艺流程； 3.生化系统不需要另行征地，节约土地资源； 缺 点 1.工程实施过程中，对生产运行有一定的不利影响。 方案一 方案二 1.大规模使用需要中试或参照无锡芦村污水处理厂中试结果，以确定合适的投加量； 2.悬浮填料一定年限后需要更换；
综合考虑，最终推荐方案一作为深度处理工艺，即二级处理生化段采用拆除初沉池、扩建生反池，三级处理采用高效沉淀池加均质滤料滤池，化学除磷采用投加PAC，消毒工艺采用紫外线消毒（中水回用部分采用ClO2消毒）。
方案二可以作为备选方案，如执行太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值（DB32/1072-2007），TN控制在20mg/L下，建议采用。
综合上述，推荐常州市城北污水处理厂的工艺确定流程如下：
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鼓风机房（增加鼓风机） 加药间 冲洗泵房 鼓风机房 粗格栅及进水泵房 提升泵房 沉砂 池 扩建生反池 生物反应池 回流污泥 二次沉淀池 二次泵房 机械混合池 机械絮凝池 高效沉淀池 均质滤料滤池 紫外线消毒明渠 10万m3/d 出水排入藻江河 进水 反冲洗出水 5万m3/d ClO2置备间 回流污泥泵房 剩余污泥泵房 剩余污泥 污泥泵房 清水池 污泥浓缩池 脱水机房 储泥罐 泥饼外运焚烧 中水回用提升泵房
已建 远期予留 提标新建改造
中水用户
（暂时排入藻江河）
图3-5 常州市城北污水处理厂提标改造工艺图
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