目前國內運行的某些城市污水處理廠(chǎng)生物除磷效果不理想，TP無(wú)法穩定達標排放，需投加化學(xué)藥劑輔助除磷。而一般的污水處理廠(chǎng)對出水TP的監測主要依據每日的常規檢測數據，即每日不定期對進(jìn)、出水樣進(jìn)行化驗檢測。當數據顯示?水總磷超標時(shí)，再根據前期經(jīng)驗對工藝做出調整，主要是適當提高化學(xué)藥劑的加藥量、配藥比，甚至超量投加化學(xué)除磷藥劑，直至再次監測的出水總磷含量符合排放標準。該種調控方式不僅相對滯后，而且超量投藥增加了運行成本，削弱了活性污泥系統的生物除磷性能，對整個(gè)生物單元的高效脫氮除磷造成了長(cháng)期不良影響。目前在工程應用中，行之有效的自動(dòng)加藥反饋系統還缺乏簡(jiǎn)單可行的技術(shù)與設備，有必要將運行經(jīng)驗和理論分析結合起來(lái)，解決加藥過(guò)量破壞生物除磷活性，藥劑質(zhì)量變差導致加藥不足等問(wèn)題。通過(guò)自動(dòng)控制按計量學(xué)比例投加化學(xué)除磷藥劑，可以降低成本和環(huán)境影響。

　　1、P-RTC自動(dòng)加藥裝置

　　P-RTC智能除磷系統是同步化學(xué)除磷的實(shí)時(shí)自動(dòng)控制裝置。它主要由化學(xué)除磷實(shí)時(shí)控制模塊、正磷酸鹽分析儀、采樣預處理系統、數字控制器、在線(xiàn)流量計、計量泵等組成?；瘜W(xué)除磷實(shí)時(shí)控制模塊是該系統的核心部件，利用內置的數學(xué)模型計算程序自動(dòng)對進(jìn)水流量和正磷酸鹽測量值兩個(gè)輸入信號進(jìn)行計算，將計算?的加藥量作為輸出控制信號對計量泵進(jìn)行自動(dòng)控制，并在保證磷達標的情況下使除磷藥劑消耗量最小化。系統通過(guò)4~20mA電流環(huán)路信號或轉換觸點(diǎn)對計量泵進(jìn)行連續控制，如果藥劑投加量低于計量泵的最低流量，將自動(dòng)觸發(fā)脈沖-間歇運行。主要設備構成和功能見(jiàn)表1。

　　2、與傳統手工加藥的對比

　　2.1 P-RTC系統自控性能評估

　　根據《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918―2002)的一級A標準，出水TP濃度應穩定控制到0.50mg/L0結合P-RTC系統的穩定度，以及前期檢測點(diǎn)正磷酸鹽與出水總磷的關(guān)系，確定采取較為保守的控制方式以防止?水TP超標，最終將正磷酸鹽的設定值確定為0.29mg/L。為考察P-RTC系統的穩定性及可靠性，2017年10月4日一11月7日以RTC系統內的磷酸鹽設定濃度(0.29mg/L)和過(guò)程正磷酸鹽儀表反饋濃度為基礎進(jìn)行評估，結果如圖1所示。

　　由圖1得知，通過(guò)對比過(guò)程磷酸鹽儀表的反饋濃度和系統設定濃度值，二沉池配水井的實(shí)時(shí)磷酸鹽濃度在系統設定的0.29mg/L―定范圍內波動(dòng)，且出水TP穩定控制在0.50mg/L。

　　2.2 藥耗對比分析

　　2017年4月―2018年9月，該廠(chǎng)一、二期的聚合鋁鐵(PAFC)藥耗情況見(jiàn)圖2。

　　如圖2所示，二期生物系統增設P-RTC裝置，通過(guò)對出水正磷酸鹽實(shí)時(shí)監測，實(shí)現了PAFC自動(dòng)加藥功能。在確保出水水質(zhì)穩定達標的前提下，噸水藥耗明顯降低。通過(guò)2017年4月―2018年9月的生產(chǎn)運行數據得知，二期PAFC噸水藥耗比一期純傳統手工加藥降低約17%，污泥產(chǎn)量降低約30%，提高了生物除磷效果。運行一年僅藥劑費用節約成本超過(guò)20萬(wàn)元，真正實(shí)現了節能降耗，降低了生產(chǎn)成本。

　　2.3 出水水質(zhì)對比

　　2017年4月―2018年9月，該廠(chǎng)一、二期進(jìn)出水TP情況分別見(jiàn)圖3、4。

　　如圖3、4所示，該廠(chǎng)一期采用傳統手工加藥方式，對出口TP的濃度控制存在明顯的滯后，且出口TP不穩定，存在過(guò)高過(guò)低點(diǎn)，波動(dòng)性明顯高于二期。由二期進(jìn)、?水TP數據曲線(xiàn)可知，P-RTC智能除磷系統可準確監測出口TP數據，并及時(shí)將監測結果反饋于PAFC加藥

　　2.4 設備維護及人工成本

　　因二期P-RTC智能系統采用集自動(dòng)采樣、自動(dòng)分析、智能計算加藥量、直接控制PAFC隔膜加藥泵的閉環(huán)工作模式，取代了人工?樣、人工化驗、人工操作PAFC計量泵等操作，節省了人工費用，間接降低了處理成本。就目前該廠(chǎng)P-RTC智能系統運行情況來(lái)看，日常維護相對較為簡(jiǎn)單，主要是定期更換試劑、清洗或更換膜斗、更換采樣器的蠕動(dòng)泵軟管。但該廠(chǎng)二期PAFC投加泵的流量采用沖程調節的方式，由于調節過(guò)于頻繁，電動(dòng)沖程調節機構容易出現故障，使用壽命較短，因此建議對流量采用變頻調節。

　　3、運行注意事項

　　該污水處理廠(chǎng)在二期好氧池的出水口設置加藥點(diǎn)，投加PAFC，進(jìn)行化學(xué)除磷。二期生物池系統由多個(gè)廊道組成，其中南北生物池各對應設有1個(gè)加藥點(diǎn)，除磷藥劑與污水混合后經(jīng)由管道進(jìn)入二期的二沉池配水井，再分配至4座二沉池。經(jīng)一年多的實(shí)際運行，總結以下注意事項：

　?、偃绻鸓-RTC自動(dòng)加藥裝置測出的流量值和磷酸鹽濃度暫時(shí)不可用(例如出現了故障)，系統會(huì )自動(dòng)采用鎖定故障前的加藥量，并按照此加藥量持續加藥。

　?、谟嬃勘每赏ㄟ^(guò)0~20mA或4~20mA電流環(huán)信號連續驅動(dòng)，也可以通過(guò)轉向觸點(diǎn)驅動(dòng)。女口果給料速率低于泵的最低沉淀劑流速，系統會(huì )自動(dòng)切換到脈沖/間歇模式。加藥泵執行一次加藥任務(wù)，最少運行15min，避免泵反復啟動(dòng)。

　?、跴hosphaxSC正磷酸鹽分析儀如果完好，但不能工作，則應檢查是否觸發(fā)了濕度傳感器，其作用是檢測試劑或水樣是否發(fā)生了泄漏。因此，應視具體情況修復損壞的部件或使濕度傳感器變干并重新啟動(dòng)系統。

　?、躊-RTC智能除磷系統未設有加藥泵的故障狀態(tài)反饋，會(huì )默認加藥泵運行正常。

　　4、結論

　　P-RTC化學(xué)除磷智能實(shí)時(shí)控制系統，利用其內置的數學(xué)模型，以及精確穩定的在線(xiàn)監測儀表，能夠實(shí)現快速、準確、穩定的藥劑投加，不僅能夠明顯消除由于進(jìn)水不穩定造成的出水TP波動(dòng)，削峰效果明顯，使出水TP穩定達標，而且在進(jìn)水TP較低時(shí)，可以自動(dòng)降低藥劑投加量或者間斷性加藥，極大地節省藥劑投加量。通過(guò)一年多的生產(chǎn)運行得知，二期噸水除磷藥耗比一期手工加藥模式降低約17%，全年減少藥劑成本近20萬(wàn)元。因除磷藥劑投量降低可以有效減少絮凝污泥，節約污泥脫水和處置費用，P-RTC系統穩定運行后平均產(chǎn)泥率由1.5tDS/104nF降至1.05tDS/104m，全年節省污泥處置費用約60萬(wàn)元。同時(shí)因該智能系統采用閉環(huán)工作模式，在很大程度上解放了勞動(dòng)力，節省了人工成本(近3萬(wàn)元/a)。(來(lái)源：光大水務(wù)<濟南〉有限公司)