污水處理廠污水排放標準和再生水利用水質(zhì)標準均對污水處理廠出水的氮磷含量有嚴格要求。但目前，由于地下水滲入或者雨污混接等原因，不少污水廠的進水中有機物濃度偏低，因此可能需要添加化學(xué)物質(zhì)以保證脫氮除磷系統(tǒng)的正常運行。
有效的反硝化需要易生物降解的碳源，生物除磷需要短鏈揮發(fā)性脂肪酸，在一些天然水質(zhì)較軟的地區(qū)，需要補充堿度以維持整個曝氣池硝化過程所需的pH條件;另外，如果使用化學(xué)除磷，無論是作為生物除磷過程的補充還是作為主要的除磷手段，都需要添加金屬鹽和聚合物。本文討論各種藥劑投加方法的基本原理、投加量計算和操作要求。
01反硝化的碳源投加
生物脫氮需要完成硝化和反硝化兩個過程。廢水中的氨氮首先必須被硝化或轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，然后在反硝化過程中，硝酸鹽將被作為細胞呼吸過程中氧化簡單碳化合物的供氧體被還原成氮氣。因此，以去除硝酸鹽為目標的反硝化過程必須要有易生物降解的碳源存在。其來源包括進水中溶解性BOD、內(nèi)源反硝化過程中細胞的腐爛物和各類上清液回流等。當(dāng)進水溶解性有機物不足而脫氮要求很高時，則需要通過補充化學(xué)物質(zhì)以提供反硝化過程所需要的碳源。
02生物除磷中揮發(fā)性脂肪酸的投加
生物除磷的機理是通過厭氧區(qū)中吸收揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，同時釋放出存儲的磷，而在好氧條件下聚磷細菌吸收過量的磷。為保證聚磷細菌的繁殖以及有效的生物除磷作用，需要有充足的揮發(fā)性脂肪酸。污水處理廠的進水中可能有VFA存在，包括收集系統(tǒng)的停留時間較長、設(shè)有多級提升泵站的原水和生物脫氮除磷系統(tǒng)厭氧段中復(fù)雜的有機化合物分解產(chǎn)生。若自然產(chǎn)生的VFA含量不足，就需要在厭氧段外加VFA。
03堿度的投加
堿度是衡量污水對酸的中和能力的指標。堿度與pH密切相關(guān)，對于生物脫氮除磷工藝的污水廠至關(guān)重要。硝化過程中堿度的消耗導(dǎo)致污水pH下降，利用鐵鹽或鋁鹽進行化學(xué)沉淀除磷也會造成堿度下降。pH下降導(dǎo)致硝化反應(yīng)速率降低，當(dāng)pH約為6時硝化停止;pH值低于7時，聚糖菌會與聚磷菌發(fā)生競爭，影響聚磷菌利用VFA能力，從而影響生物除磷效果。另外，堿度也反映了污水的緩沖能力，即應(yīng)對不同進水水質(zhì)pH變化的能力。
因此，為保證硝化反應(yīng)的進行，一些污水處理廠需要外加堿度。
04化學(xué)除磷中的藥劑投加
化學(xué)除磷的基本原理是將溶解性的磷轉(zhuǎn)化為化學(xué)沉淀物，在污泥沉淀過程中去除。用于廢水中化學(xué)沉淀除磷的化學(xué)物質(zhì)有鐵鹽、鋁鹽和鈣鹽，其中鐵鹽較為常用。
化學(xué)除磷藥劑的投加量需結(jié)合整個處理系統(tǒng)進行考慮。應(yīng)充分利用生物除磷作用對磷的吸收，使化學(xué)藥劑得到有效利用，并使污泥的產(chǎn)量最小化。根據(jù)出水中的磷濃度的不同目標，化學(xué)藥劑可以在不同的投加點投加，如圖1所示。若在初沉池中進行化學(xué)除磷，還需要考慮下游微生物對磷的需求。若投加藥劑去除了過量的磷，則生物系統(tǒng)將面臨營養(yǎng)物質(zhì)缺乏的問題。
05化學(xué)藥劑投加控制
為了監(jiān)測并控制化學(xué)藥劑投加，需測定污水廠出水中氮磷濃度和相關(guān)堿度的指標以及污水廠進水、處理工藝相關(guān)階段的濃度。通?？稍谠囼炇疫M行分析或使用在線監(jiān)測系統(tǒng)?；瘜W(xué)藥劑投加量的控制可采用人工控制、自動流量控制、通過流量及進水濃度進行的自動前饋控制，以及通過流量、進水濃度以及出水濃度進行的自動前饋、反饋控制。
06結(jié)語
投加化學(xué)藥劑必然會增加設(shè)施建設(shè)費用和日常運行費用，應(yīng)根據(jù)排放或利用的標準確定是否需要投加化學(xué)藥劑;藥劑的有效利用取決于準確的投加劑量和適當(dāng)?shù)幕旌洗胧?。最后必須強調(diào)要做好可靠的防護措施，保證運行維護人員的安全和健康。