在污水处理过程中，除磷是一个关键环节。过量投加除磷剂不仅增加运行成本，还可能带来二次污染；投加不足则导致出水总磷超标。因此，掌握科学的除磷剂投加量计算方法至关重要。

一、除磷剂的工作原理与常用类型

除磷剂主要通过以下三种方式实现磷的去除：

1. 化学沉淀：与磷酸盐生成不溶性沉淀物

2. 吸附作用：通过表面吸附去除磷酸盐

3. 絮凝共沉淀：在絮凝过程中共同沉淀

常用除磷剂类型：

· 铝盐：硫酸铝、聚合氯化铝（PAC）

· 铁盐：三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁（PFS）

· 钙盐：石灰（氢氧化钙）

其中，聚合硫酸铁因其絮凝效果好、除磷效率高、成本适中等优点，成为目前最常用的除磷剂之一。

二、影响除磷剂投加量的关键因素

1. 进水总磷浓度：浓度越高，所需药剂量越大

2. 目标出水浓度：要求越严格，投加量越多

3. pH值：不同除磷剂有其最佳pH范围

4. 水温：影响反应速率和效果

5. 共存离子：如碱度、SS等会影响药效

6. 水力停留时间：影响反应完全程度

三、除磷剂投加量计算方法

1. 理论计算法

根据化学反应方程式计算理论投加量：

以聚合硫酸铁（PFS）为例：Fe³⁺ + PO₄³⁻ → FePO₄↓

按照化学反应计量比，去除1mol磷需要1mol铁原子。 摩尔质量比：Fe:PO₄ = 56:95

因此，去除1g磷需要： 56/95 = 0.59g 铁

考虑到市售聚合硫酸铁（PFS）中铁含量一般为11%-13%，以含12%铁元素的PFS为例：

实际PFS投加量 = (磷去除量 × 0.59) / 12%

2. 经验公式法

在实际工程中，通常采用以下经验公式：

投加量（mg/L） = K × （进水TP - 目标TP）

其中K值为经验系数：

· 铝盐：1.5-3.0

· 铁盐：1.8-3.5（聚合硫酸铁取2.0-3.0）

· 钙盐：2.0-4.0

3. 小试试验法（推荐）

最准确的方法是进行现场小试：

1. 取6-8个代表性水样

2. 按梯度投加除磷剂（如0、20、40、60、80、100mg/L）

3. 快速搅拌（200rpm）1分钟

4. 慢速搅拌（50rpm）15分钟

5. 静沉30分钟后取上清液测TP

6. 绘制投加量-去除率曲线

7. 根据目标出水浓度确定最佳投加量

四、实际应用案例

某污水处理厂设计处理水量20000m³/d，进水TP=5mg/L，要求出水TP<0.3mg/L，采用聚合硫酸铁（铁含量12%）作为除磷剂。

计算步骤：

1. 需去除磷量：5 - 0.3 = 4.7mg/L

2. 每日需去除磷总量：20000 × 4.7 / 1000 = 94kg

3. 理论铁需要量：94 × 0.59 = 55.46kg

4. 折合PFS用量：55.46 / 12% = 462.2kg/d

5. 考虑实际效率（取1.3倍安全系数）：462.2 × 1.3 = 600.86kg/d

6. 单位水量投加量：600.86 / 20000 × 1000 = 30.04mg/L

五、除磷剂投加位置选择

进水 → 预处理 → 生化池 → 二沉池 → 深度处理 → 出水
         ↑        ↑       ↑
         │        │       │
       前置投加   同步投加    后置投加

投加位置优缺点比较：

六、优化投加的策略

1. 多点投加：根据水质变化灵活调整投加点

2. 实时控制：建立基于进水流量和TP浓度的自动控制系统

3. 定期校核：每月进行小试验证投加量准确性

4. 效果评估：建立除磷效果与成本的综合评价体系

5. pH优化：控制反应最佳pH范围（铁盐：5.0-5.5）

七、注意事项

1. 腐蚀防护：铁盐具有腐蚀性，需选用耐腐蚀设备

2. 污泥处理：化学除磷会增加25%-40%的污泥产量

3. 药剂配置：宜配置成10%-15%的溶液投加

4. 混合效果：确保快速混合，提高反应效率

5. 残留影响：过量投加可能导致出水色度或金属离子超标

    精准计算除磷剂投加量需要理论与实践相结合。建议采用"小试试验+经验公式+实时调控"的综合方法，实现科学加药，在保证出水达标的前提下，最大限度降低运行成本。