一、引言

江苏省作为经济发达、人口密集的地区，城市化进程迅猛，城市生活废水的产生量居高不下。废水中含有大量磷元素，若未经有效处理直接排入水体，会导致水体富营养化，引发藻类大量繁殖、水质恶化、生态平衡破坏等一系列严重后果。因此，高效去除城市生活废水中的磷成为污水处理领域的关键环节，除磷剂在絮凝净化过程中发挥着重要作用。

二、江苏省城市生活废水特点及除磷需求

江苏省城市生活废水来源广泛，包括居民家庭、商业机构、餐饮娱乐场所等产生的污水。其水质特点表现为污染物成分复杂，含有各类有机物、悬浮物、氮、磷等营养物质。其中磷主要来源于洗涤剂、人体排泄物以及食物残渣等。据统计，江苏省部分城市生活废水中总磷浓度可达数毫克每升，远超国家排放标准，对受纳水体的环境容量造成巨大压力。

为满足环保要求，保障水环境质量，江苏省城市污水处理厂需将废水中的磷去除至较低水平。传统的污水处理工艺虽有一定除磷效果，但往往难以稳定达标，尤其在面对水质波动、雨季冲击等复杂情况时，除磷效率受限。因此，引入合适的除磷剂强化絮凝净化过程成为必然选择。

三、常见除磷剂类型及作用机理

（一）铝盐除磷剂

铝盐类除磷剂如硫酸铝、聚合氯化铝（PAC）等在江苏省城市生活废水处理中应用广泛。其作用机理主要是通过水解反应生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体具有较大的比表面积和较强的吸附能力，能够与废水中的磷酸根离子发生吸附、沉淀作用，形成不溶性的磷酸铝复合物，从而将磷从水中去除。以聚合氯化铝为例，其水解后产生的多核羟基配合物能快速凝聚水中的悬浮物和磷，在絮凝过程中，通过电荷中和使胶体颗粒脱稳，进而相互碰撞聚集形成较大的矾花，沉降性能良好，有效降低水中磷含量。

（二）铁盐除磷剂

铁盐除磷剂包括硫酸亚铁、氯化铁、聚合硫酸铁（PFS）等。铁盐除磷基于其水解产物与磷酸根的化学反应。例如，氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁对磷酸根有强烈的吸附作用，同时还能与磷酸根发生化学沉淀反应，生成难溶性的磷酸铁化合物。聚合硫酸铁除磷效率高，其水解速度快，形成的絮体大且密实，沉降迅速，能适应较宽的 pH 值范围，在江苏省一些工业与生活污水混合处理场景中表现出色，可有效应对水质变化带来的挑战。

（三）钙盐除磷剂

钙盐如石灰（主要成分为氢氧化钙）常用于生活废水除磷。当向废水中投加石灰时，钙离子与磷酸根反应生成磷酸钙沉淀，从而达到除磷目的。该方法成本相对较低，尤其适用于磷浓度较高、对出水水质要求非极度严格的农村或小城镇生活废水处理。但在城市大规模生活废水处理中，单独使用钙盐可能存在泥量大、管道易结垢等问题，常需与其他除磷工艺联合使用。

（四）新型复合除磷剂

为克服单一除磷剂的局限性，提高除磷效果与稳定性，新型复合除磷剂应运而生。这类除磷剂通常由多种金属盐复合而成，如铝铁复合、钙铁复合等。通过协同作用，发挥各组分的优势，既能提高除磷效率，又能改善絮体性能、降低药剂投加量。例如，铝铁复合除磷剂结合了铝盐和铁盐的水解特性，在不同 pH 条件下均能保持较好的除磷效果，且生成的絮体结构更合理，沉降速度更快，在江苏省部分新建或升级改造的城市污水处理厂中得到试点应用，展现出良好的应用前景。

四、除磷剂在江苏省城市生活废水絮凝净化中的实践应用案例分析

（一）案例一：某苏南城市污水处理厂

该厂采用聚合氯化铝（PAC）作为主要除磷剂。在进水总磷浓度平均为 3.5mg/L 的情况下，通过小试确定 PAC 的最佳投加量为 20mg/L。在实际运行中，将 PAC 配制成一定浓度的溶液，通过计量泵精准投加到曝气池末端的絮凝反应区。经过絮凝、沉淀后，出水总磷浓度稳定在 0.5mg/L 以下，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级 A 标准。在运行过程中，发现 PAC 受水温影响较小，全年不同季节除磷效果相对稳定。但遇到雨季进水水量骤增、水质变差时，需适当增加投加量至 25mg/L 左右，以确保除磷效果。同时，为防止 PAC 残留对环境造成潜在影响，该厂加强了污泥处理环节，确保污泥中铝的含量符合相关标准要求。

（二）案例二：某苏中城市工业与生活污水混合处理厂

鉴于工业污水与生活污水混合后水质复杂、波动大的特点，该厂选用聚合硫酸铁（PFS）作为除磷剂。在实际运行中，根据进水总磷浓度（平均约 4.2mg/L）及水质其他指标变化，动态调整 PFS 投加量，一般在 15 - 25mg/L 之间。PFS 的投加显著改善了絮凝效果，不仅有效去除了磷，还对水中的悬浮物、有机物起到了良好的去除作用，出水总磷稳定达标，同时降低了后续深度处理的负荷。然而，在长期运行过程中，发现 PFS 投加可能导致出水中含有少量铁离子，虽未对受纳水体造成明显危害，但为进一步降低环境风险，该厂优化了工艺参数，增加了末端的微量絮凝剂辅助沉淀环节，确保铁离子残留量控制在更低水平。

（三）案例三：某苏北小城镇生活污水处理厂

考虑到成本因素，该厂采用石灰作为主要除磷剂辅助处理生活废水。在进水总磷浓度约为 2.8mg/L 时，通过试验确定石灰投加量为 50mg/L（以 CaO 计）。石灰投加后，经过搅拌混合、沉淀反应，能有效降低水中磷含量至 1.0mg/L 以下。但由于石灰投加产生大量污泥，该厂配套建设了污泥浓缩池和机械脱水设备，定期对污泥进行处理处置。此外，为减少石灰投加对管道的结垢问题，在投加点前设置了管道冲洗装置，定期用酸液冲洗管道，保证管道畅通，确保污水处理系统的稳定运行。

五、影响除磷剂除磷效果的因素

（一）pH 值

pH 值对除磷剂的水解形态和除磷效果有着至关重要的影响。不同除磷剂有其适宜的 pH 范围。例如，铝盐除磷剂在 pH 值为 6.0 - 7.5 时水解效果较好，除磷效率较高；铁盐除磷剂适用的 pH 范围相对较宽，一般在 5.0 - 8.5 之间。当废水 pH 偏离最佳范围时，除磷剂可能无法充分水解生成具有良好吸附和沉淀能力的胶体或化合物，导致除磷效果下降。在江苏省部分酸性或碱性较强的工业污水与生活污水混合处理场景中，需密切关注 pH 值变化并及时调整，可通过投加酸碱调节剂来维持适宜的 pH 环境，保障除磷剂的有效作用。

（二）药剂投加量

合适的药剂投加量是确保除磷效果和控制成本的关键。投加量不足时，废水中的磷无法被完全去除，出水总磷超标；而投加量过大，不仅增加运行成本，还可能导致污泥量增多、水中残留金属离子超标等问题。在实际运行中，需根据废水的水质特点、流量变化以及除磷剂的种类和性能，通过小试或现场中试精确确定最佳投加量，并建立相应的药剂投加动态调整机制，根据进水磷浓度、流量等实时数据进行精准投加，避免盲目过量投加造成资源浪费和二次污染。

（三）搅拌条件

搅拌过程影响着除磷剂在水中的分散程度、水解速度以及与磷酸根的反应速率和效果。在絮凝反应初期，需要快速搅拌使除磷剂迅速均匀地扩散到水中，与水中的磷充分接触；而在后期絮凝形成阶段，则需采用慢速搅拌，促进絮体的成长和沉淀。若搅拌强度不够或搅拌时间过长、过短，都不利于絮体的形成和沉淀，从而影响除磷效果。江苏省各城市污水处理厂应根据自身工艺特点和设备情况，优化搅拌参数，如搅拌速度、搅拌时间和搅拌方式等，确保除磷