目前国内运行的某些城市污水处理厂生物除磷效果不理想，TP无法稳定达标排放，需投加化学药剂辅助除磷。而一般的污水处理厂对出水TP的监测主要依据每日的常规检测数据，即每日不定期对进、出水样进行化验检测。当数据显示岀水总磷超标时，再根据前期经验对工艺做出调整，主要是适当提高化学药剂的加药量、配药比，甚至超量投加化学除磷药剂，直至再次监测的出水总磷含量符合排放标准。该种调控方式不仅相对滞后，而且超量投药增加了运行成本，削弱了活性污泥系统的生物除磷性能，对整个生物单元的高效脱氮除磷造成了长期不良影响。目前在工程应用中，行之有效的自动加药反馈系统还缺乏简单可行的技术与设备，有必要将运行经验和理论分析结合起来，解决加药过量破坏生物除磷活性，药剂质量变差导致加药不足等问题。通过自动控制按计量学比例投加化学除磷药剂，可以降低成本和环境影响。
1、P-RTC自动加药装置
P-RTC智能除磷系统是同步化学除磷的实时自动控制装置。它主要由化学除磷实时控制模块、正磷酸盐分析仪、采样预处理系统、数字控制器、在线流量计、计量泵等组成。化学除磷实时控制模块是该系统的核心部件，利用内置的数学模型计算程序自动对进水流量和正磷酸盐测量值两个输入信号进行计算，将计算岀的加药量作为输出控制信号对计量泵进行自动控制，并在保证磷达标的情况下使除磷药剂消耗量最小化。系统通过4~20mA电流环路信号或转换触点对计量泵进行连续控制，如果药剂投加量低于计量泵的最低流量，将自动触发脉冲-间歇运行。主要设备构成和功能见表1。
2、与传统手工加药的对比
2.1 P-RTC系统自控性能评估
根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准，出水TP浓度应稳定控制到0.50mg/L0结合P-RTC系统的稳定度，以及前期检测点正磷酸盐与出水总磷的关系，确定采取较为保守的控制方式以防止岀水TP超标，最终将正磷酸盐的设定值确定为0.29mg/L。为考察P-RTC系统的稳定性及可靠性，2017年10月4日一11月7日以RTC系统内的磷酸盐设定浓度(0.29mg/L)和过程正磷酸盐仪表反馈浓度为基础进行评估，结果如图1所示。
由图1得知，通过对比过程磷酸盐仪表的反馈浓度和系统设定浓度值，二沉池配水井的实时磷酸盐浓度在系统设定的0.29mg/L—定范围内波动，且出水TP稳定控制在0.50mg/L。
2.2 药耗对比分析
2017年4月—2018年9月，该厂一、二期的聚合铝铁(PAFC)药耗情况见图2。
如图2所示，二期生物系统增设P-RTC装置，通过对出水正磷酸盐实时监测，实现了PAFC自动加药功能。在确保出水水质稳定达标的前提下，吨水药耗明显降低。通过2017年4月—2018年9月的生产运行数据得知，二期PAFC吨水药耗比一期纯传统手工加药降低约17%，污泥产量降低约30%，提高了生物除磷效果。运行一年仅药剂费用节约成本超过20万元，真正实现了节能降耗，降低了生产成本。
2.3 出水水质对比
2017年4月—2018年9月，该厂一、二期进出水TP情况分别见图3、4。
如图3、4所示，该厂一期采用传统手工加药方式，对出口TP的浓度控制存在明显的滞后，且出口TP不稳定，存在过高过低点，波动性明显高于二期。由二期进、岀水TP数据曲线可知，P-RTC智能除磷系统可准确监测出口TP数据，并及时将监测结果反馈于PAFC加药
2.4 设备维护及人工成本
因二期P-RTC智能系统采用集自动采样、自动分析、智能计算加药量、直接控制PAFC隔膜加药泵的闭环工作模式，取代了人工釆样、人工化验、人工操作PAFC计量泵等操作，节省了人工费用，间接降低了处理成本。就目前该厂P-RTC智能系统运行情况来看，日常维护相对较为简单，主要是定期更换试剂、清洗或更换膜斗、更换采样器的蠕动泵软管。但该厂二期PAFC投加泵的流量采用冲程调节的方式，由于调节过于频繁，电动冲程调节机构容易出现故障，使用寿命较短，因此建议对流量采用变频调节。
3、运行注意事项
该污水处理厂在二期好氧池的出水口设置加药点，投加PAFC，进行化学除磷。二期生物池系统由多个廊道组成，其中南北生物池各对应设有1个加药点，除磷药剂与污水混合后经由管道进入二期的二沉池配水井，再分配至4座二沉池。经一年多的实际运行，总结以下注意事项：
①如果P-RTC自动加药装置测出的流量值和磷酸盐浓度暂时不可用(例如出现了故障)，系统会自动采用锁定故障前的加药量，并按照此加药量持续加药。
②计量泵可通过0~20mA或4~20mA电流环信号连续驱动，也可以通过转向触点驱动。女口果给料速率低于泵的最低沉淀剂流速，系统会自动切换到脉冲/间歇模式。加药泵执行一次加药任务，最少运行15min，避免泵反复启动。
③PhosphaxSC正磷酸盐分析仪如果完好，但不能工作，则应检查是否触发了湿度传感器，其作用是检测试剂或水样是否发生了泄漏。因此，应视具体情况修复损坏的部件或使湿度传感器变干并重新启动系统。
④P-RTC智能除磷系统未设有加药泵的故障状态反馈，会默认加药泵运行正常。
4、结论
P-RTC化学除磷智能实时控制系统，利用其内置的数学模型，以及精确稳定的在线监测仪表，能够实现快速、准确、稳定的药剂投加，不仅能够明显消除由于进水不稳定造成的出水TP波动，削峰效果明显，使出水TP稳定达标，而且在进水TP较低时，可以自动降低药剂投加量或者间断性加药，极大地节省药剂投加量。通过一年多的生产运行得知，二期吨水除磷药耗比一期手工加药模式降低约17%，全年减少药剂成本近20万元。因除磷药剂投量降低可以有效减少絮凝污泥，节约污泥脱水和处置费用，P-RTC系统稳定运行后平均产泥率由1.5tDS/104nF降至1.05tDS/104m，全年节省污泥处置费用约60万元。同时因该智能系统采用闭环工作模式，在很大程度上解放了劳动力，节省了人工成本(近3万元/a)。( >
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