Specific features of chemical phosphorus removal in the process of biological wastewater treatment
Authors: Вильсон Е.В. 
Published: August 2022

Очистка сточных вод централизованных систем водоотведения поселений и городских округов относится к области применения наилучших доступных технологий. Для малых, небольших и средних сооружений содержание фосфора фосфатов в очищенной сточной воде не регламентируется, для сооружений производительностью свыше 10 тыс. м3/сут – не должно превышать 0,7 мг/дм3, при этом рекомендована биологическая и реагентная очистка от фосфора. Рассмотрены вопросы реагентного удаления фосфатов и определения влияния дозы алюмосодержащих реагентов и значения рН на бактериальное сообщество активного ила по его идентификационной составляющей – простейшим микроорганизмам. В ходе исследований установлено, что и вид реагента, и место его введения в сооружения биологической очистки влияют на величину оптимальной дозы реагента, выявлены причины изменения дозы реагента от места его введения. При введении раствора реагента в первичные отстойники его доза может превышать теоретически определенную в 4–5 раз. Определены значения рН обрабатываемой реагентами системы как фактор зависимости от исходных концентраций фосфатов в сточных водах, при которых формируются малорастворимые фосфаты алюминия. Установлено, что на состояние простейших микроорганизмов ключевое влияние оказывает взаимосвязь рН системы и концентрации растворенных фосфатов алюминия. При соблюдении необходимого значения рН дозы алюмосодержащего реагента могут быть высокими (до 116 мг/дм3), и это не приведет к биодеградации иловой системы. Введение раствора коагулянта в зону нитрификации аэротенка может привести не только к деградации илов, но и к превышению ПДК растворенного алюминия и фосфора в очищенной воде. Следовательно, в случае подачи раствора коагулянта в конец аэротенка-нитрификатора реагентная дефосфатация может быть интенсифицирована дополнительным подщелачиванием иловой жидкости.

Wastewater treatment in public sanitation systems in settlements and urban districts has been the field of application of the best available technologies. For small and medium-sized treatment facilities, the concentration of phosphate phosphorus in the effluent is not regulated; for the facilities with a capacity of more than 10 thousand m3/day – it should not exceed 0.7 mg/dm3, while biological treatment and chemical removal of phosphorus is recommended. The issues of the chemical removal of phosphates and determination of the effect of the dose of aluminum-containing chemicals and pH value on the bacterial community of activated sludge by the identification component – protozoa, are considered. During the studies it was found that both the type of chemical and the point of its introduction into the biological treatment facilities affect the value of the optimal chemical dose; the reasons for changing the dose of the chemical depending on the introduction point were identified. While chemical solution is introduced into primary settling tanks, the dose can exceed the theoretically determined one by 4–5 times. The pH values of the chemical treatment system were determined as a factor of dependence on the initial concentrations of phosphates in wastewater, at which poorly soluble aluminum phosphates are formed. It has been established that the relationship between pH of the system and the concentration of dissolved aluminum phosphates has a key effect on the state of protozoa. While the required pH value is maintained, the doses of the aluminum-containing chemical can be high (up to 116 mg/l), however not resulting in the biodegradation of the sludge system. The introduction of coagulant solution into the nitrification zone of an aeration tank can result both in the degradation of sludge, and violation of MPC for dissolved aluminum and phosphorus in the effluent. Therefore, in case of supplying the coagulant solution to the end of the nitrifying aeration tank, chemical phosphorus removal can be enhanced by the additional alkalization of the sludge liquor.