脫氮除磷是污水處理系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，要保障脫氮除磷處理達(dá)標(biāo)，很重要的一點(diǎn)就是要保證給微生物提供充足的有機(jī)物。又想馬兒跑得快，又想馬兒不吃草是不行的。
例如， 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(bǔ)充堿度以維持整個(gè)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(bǔ)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(jì)算和操作要求。

01 堿度的投加
1、什么情況需要投加堿度？
堿度是衡量污水對酸的中和能力的指標(biāo)。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(jìn)行化學(xué)沉淀除磷也會(huì)造成堿度下降。

01反硝化的碳源投加
1、有哪些碳源？投加在哪個(gè)位置？
反硝化所用的人工碳源有甲醇、乙醇、變性乙醇、醋酸及醋酸鈉等純化學(xué)藥劑， 或者是工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢糖、糖蜜和廢醋酸溶液等。其中甲醇的使用普遍， 且被證明是合適的碳源。
對于常規(guī)的生物脫氮工藝， 甲醇應(yīng)直接投加在缺氧段， 并通過缺氧段內(nèi)的攪拌器與進(jìn)水及混合液充分混合， 需防止水流劇烈紊流導(dǎo)致甲醇從液相中揮發(fā)至空氣， 也應(yīng)防止因多余的氧氣存在造成部分甲醇被細(xì)菌好氧呼吸消耗。
如果污水廠采用四階段或五階段活性污泥工藝， 在后續(xù)的缺氧段（第二缺氧段） 投加碳源可以獲得比內(nèi)源呼吸更高的反硝化速率， 能進(jìn)一步去除硝酸鹽；對于三級反硝化系統(tǒng)， 如反硝化濾池、反硝化好氧生物濾池等， 則補(bǔ)充碳源對于系統(tǒng)的運(yùn)行非常重要。
因?yàn)榉聪趸^程在主體曝氣工藝的下游，進(jìn)水中的所有溶解性BOD都已經(jīng)被去除，所以甲醇通常投加于反硝化進(jìn)水中。
2、甲醇投加系統(tǒng)的安全措施
甲醇的閃點(diǎn)為12 ℃，是高可燃性物質(zhì)。甲醇的儲(chǔ)存池、管道及其附件和電氣系統(tǒng)需要考慮相應(yīng)防爆措施。甲醇投加系統(tǒng)通常宜安裝在室外， 并遠(yuǎn)離其他設(shè)備。甲醇儲(chǔ)罐應(yīng)安裝浮動(dòng)式頂蓋和壓力釋放閥與滅火器。

3、什么時(shí)候需要加藥劑？
生物脫氮需要完成硝化和反硝化兩個(gè)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(xì)胞呼吸過程中氧化簡單碳化合物的供氧體被還原成氮?dú)狻?br />因此，以去除硝酸鹽為目標(biāo)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(jìn)水中溶解性BOD、內(nèi)源反硝化過程中細(xì)胞的腐爛物和各類上清液回流等。當(dāng)進(jìn)水溶解性有機(jī)物不足而脫氮要求很高時(shí)， 則需要通過補(bǔ)充化學(xué)物質(zhì)以提供反硝化過程所需要的碳源。
4、投加量怎么計(jì)算？
甲醇的投加量受硝酸鹽（NO3-N） 、亞硝酸鹽（NO2-N） 以及溶解氧影響。甲醇的需要量可以通過式（1） 計(jì)算。
甲醇需要量：
2.47NO3-N+1.53NO2-N+0.87DO （1）
實(shí)際運(yùn)行中通常按每反硝化去除1 mg/L硝酸鹽投加3 mg/L甲醇考慮， 然后根據(jù)污水廠的實(shí)際負(fù)荷及運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整。甲醇投加量的正確控制對三級反硝化系統(tǒng)的運(yùn)行非常重要。
過量投加不僅浪費(fèi)化學(xué)藥劑而且會(huì)增加反硝化系統(tǒng)出水中BOD的濃度。這對于出水BOD濃度要求不高的污水處理廠， 問題不會(huì)太大， 但是對于BOD限值約為5 mg/L或更低的污水處理廠來說， 則是需要重點(diǎn)考慮的問題。

03 生物除磷中揮發(fā)性脂肪酸的投加
1、為什么需要投加VFA？
生物除磷的機(jī)理是通過厭氧區(qū)中吸收揮發(fā)性脂肪酸（VFA）， 同時(shí)釋放出存儲(chǔ)的磷， 而在好氧條件下聚磷細(xì)菌吸收過量的磷。為保證聚磷細(xì)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(jìn)水中可能有VFA存在， 包括收集系統(tǒng)的停留時(shí)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(jī)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。
2、常用的VFA是什么？投加量怎么計(jì)算？
對于生物除磷系統(tǒng)而言， 醋酸與丙酸的混合液是外加VFA的選擇。實(shí)踐中使用普遍的是醋酸溶液。若需要投加VFA （例如在進(jìn)水中增加溶解性BOD， 其中部分將通過厭氧段的發(fā)酵過程轉(zhuǎn)化為可用的VFA）， 則通常去除每毫克磷需要外加VFA 5～10 mg。
通常醋酸為冰醋酸（近似溶液） 和84%及56%的溶液形態(tài)。冰醋酸雖然不像乙醇那樣易揮發(fā)，但具有相對較低的閃點(diǎn)（40 ℃） 以及17 ℃的冰點(diǎn)，因此應(yīng)按規(guī)范要求考慮防止燃燒， 同時(shí)必須采取措施防止凝固。儲(chǔ)存池、管道以及附件等都需采用金屬材料。
3、醋酸的安全存放措施
醋酸具有腐蝕性， 通常采用316號不銹鋼。若在溫暖的氣候條件下使用冰醋酸， 由于其相對較低的閃點(diǎn)， 需要考慮采用惰性氣體墊層或浮頂。實(shí)際應(yīng)用中建議采用低濃度的醋酸水溶液。
當(dāng)然， 投加VFA并不能完全去除系統(tǒng)出水的TP濃度；如果需要出水TP很低， 仍然需要采用化學(xué)除磷，通過投加化學(xué)藥劑將磷沉淀去除。