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近年来,我国水体富营养化现象日趋严重,这严重威胁着饮用水安全。随着国家对污水排放要求的提高,通过投加化学药剂来强化除磷效果将逐渐被应用于实际生产实践。但对化学辅助除磷工艺尚缺乏足够的应用数据,因此有必要对该技术进行全面系统的研究。本试验以实际城市污水为研究对象,通过烧杯实验对5种常用的化学除磷药剂：三氯化铁、硫酸亚铁、三氯化铝、聚合氯化铝、聚合硅酸硫酸铁的除磷效果进行分析,优选出最佳的除磷药剂；将优选出的化学药剂投加到倒置A2/O反应器进行中试,通过中试确定药剂的最佳投加点及最佳投加量；对倒置A2/O反应器沿程取样进行分析,探索化学辅助除磷与生物除磷之间的协同效应；对单纯生物工艺和化学辅助除磷工艺的剩余污泥进行消化试验,研究药剂投加对剩余污泥消化性能的影响效果,为其进一步资源化利用提供依据。除磷药剂优选试验结果表明：铁系对磷的去除效果优于铝系,其中硫酸亚铁的除磷效果最佳。当Fe/TP=1.2时,可使TP降至0.48mg/L,满足一级A排放标准(GB18918-2002),当Fe/TP=1.6时,硫酸亚铁对溶解性磷酸盐的去除率高达96.37%,并使出水TP含量降为0.38mg/L；同步除磷药剂主要通过对溶解性磷酸盐的去除来提高系统对磷的去除效率的；从药剂对磷的去除效果、经济性、易得性等方面综合考虑,建议选择硫酸亚铁作为生物化学同步除磷的首选药剂。投加点的优化试验结果表明：好氧区末端投加效果较优,在按照絮凝剂中金属与去除磷元素的摩尔比(Fe/TP)为1.6：1投加硫酸亚铁的条件下,其对TP、PO43-的去除率比在厌氧区末端投加分别提高了4.19%、3.86%,而对CODcr、TN、NH3-N、SS的去除率影响较小。投加量的优化试验结果表明：当Fe/TP≤1.6时,TP去除率随药剂投加量的增加而增加,自76.07%增加至90.06%；当Fe/TP≥1.6时,TP的去除率无明显增加趋势,稳定在90%左右,出水TP含量均小于0.5mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。当Fe/TP=1.6时,CODcr、NH3-N、TN、SS的去除率分别为75.54%、93.48%、34.25%、92.19%,除TN外,其他指标出水均可满足一级A排放标准；当Fe/TP≥1.6时,CODcr、NH3-N、TN、SS等的去除率无明显增加趋势。随着FeSO4投加量增加,出水总Fe含量也呈上升趋势,当Fe/TP≤1.6时,出水总Fe含量能满足《地表水环境质量标准》GB 3838-2002中对于集中式饮用水地表水源地铁的浓度的规定(<0.3mg/L)。综合考虑硫酸亚铁对磷及其它水质指标的去除效身：,建议投加量控制在Fe/TP=1.6。单纯生物除磷工艺与化学辅助除磷工艺比较试验结果表明：投加药剂除磷效果明显,在药剂投加量为Fe/TP=1.6条件下,出水TP含量降到0.46mg/L,达到一级A排放标准,而单纯生物工艺出水TP含量为1.02mg/L；混合液中铁盐含量沿程逐渐降低,且单纯生物工艺出水中的铁含量低于化学辅助除磷工艺。在出水TP达到排放要求的条件下,化学辅助除磷工艺出水中总铁含量为0.27mg/L,满足《地表水环境质量标准》GB 3838-2002中对于集中式饮用水地表水源地铁的浓度的规定。剩余污泥消化试验结果表明：对于2种剩余污泥,好氧消化的减量化效果：优于厌氧消化；无论好氧消化或厌氧消化,化学辅助除磷工艺的剩余污泥减量化效果均逊于生物脱氮除磷工艺的污泥；2种污泥在不同的消化方式过程中都出现磷的释放现象,生物脱氮除磷工艺剩余污泥磷的释放量较大,厌氧消化时可使上清液TP含量达到3.13mg/L；化学辅助除磷工艺的剩余污泥厌氧消化过程中,其上清液总Fe含量可高达5.97mg/L。