除磷药剂如何投加效果最好？投加量如何计算？
1.化学除磷原理
上次提到了，化学除磷剂主要有三种，分别是石灰、铝盐和铁盐。
由于石灰对生物处理的pH值影响较大，且易造成管道堵塞，所以在以生物除磷为主的污水处理厂中很少使用。
我国常用的是铁盐或铝盐，它们与磷的化学反应如式（1）和式（2）所示。
Al3++PO3-4→AlPO4↓(1)
Fe3++PO3-4→FePO4↓(2)
与沉淀反应竞争的反应是金属离子与OH-的反应，其反应方程式如式（3）和式（4）所示。
Al3++3OH-→Al(OH)3↓(3)
Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓(4)
金属氢氧化物形成大的絮凝体，有利于沉淀产物的絮凝，也能吸附胶体物质和细小悬浮颗粒。
2.除磷剂投加地点的选择
除磷剂的添加位置有三处。
1、预沉淀除磷：在初沉池前投加化学药剂，通过初沉池排出的污泥去除磷。但此方法会大大增加污泥产量，并影响后续的反硝化反应，所以一般不推荐使用。
2、同步沉淀除磷：在生化反应池中加入化学药剂，通过二沉池去除剩余污泥，实现除磷。
同步沉淀除磷一般是在生化反应池曝气区尾部投加除磷剂，与生物除磷工艺相结合，去除生物处理段大部分磷。该法除磷效率高，节省投加量，可改善二沉池活性污泥的沉降性能，提高回流污泥浓度。
3、沉淀后除磷：在二沉池后投加化学药剂，通过混合、絮凝、分离设施，去除出水中残存的磷。
后沉淀除磷一般需设置混凝反应池和终沉淀池，投资较大，运行费用高。
综上所述，辅助化学除磷最佳加药位置应设置在生化反应池曝气区尾部，同时在二沉池后预留一个除磷剂加药点，以备应急使用，保证最终出水水质。
3、除磷剂投加量的计算
从公式（1）和（2）可以看出，每去除1 mol的磷酸盐，需1 mol的铁离子或铝离子。
在实际工程中，该反应并非100%有效，OH-会与金属离子竞争生成相应的氢氧化物，如公式（3）和（4）所示。因此实际应用中，一般需加入过量的化学沉淀剂，以保证达到要求的出水P浓度。
《给水排水设计手册》第五卷及德国设计规范中均提到，同步沉淀化学除磷可考虑为每1mol磷添加1.5mol铝盐(或铁盐)。
为了计算方便，实际计算时将摩尔换算成质量单位。
例如：=56gFe，=27gAl，1molP=31gP；
也就是说，要去除1kg磷，使用铁盐时，需要添加：1.5×（56/31）=2.7kgFe/kgP；
当采用铝盐时，用量为：1.5×（27/31）=1.3kgAl/kgP。
4.辅助化学除磷需去除的磷量计算
在同步沉淀化学除磷系统中，除磷剂投加量的计算关键是首先确定需要辅助化学除磷去除的磷量，已运行的污水处理厂和设计中的污水处理厂的算法有所不同。
1. PPrec = PEST-PER（适用于已运行的污水处理厂）
（5）式中，PPrec 为需通过辅助化学除磷去除的磷量，mg/L；
PEST——二沉池出水中实测的总磷浓度，mg/L；
PER——污水处理厂出水中允许的总磷浓度，mg/L。
2. 设计中的污水处理厂
根据磷的物质衡算，PPrec=PIAT-PER-PBM-PBioP
（6）式中，PIAT——生化系统进水总磷设计浓度，mg/L；
PBM————生物合成去除磷的量，PBM=0.，IAT，mg/L；CBOD，IAT————生化系统进水中测得的BOD5浓度，mg/L；
PBioP——生物过量吸附去除磷的量，mg/L。
PBioP值与多种因素有关，德国ATV-A131标准中推荐的PBioP值可根据以下情况进行估算：
（1）当生化系统设有预厌氧池时：PBioP可按照（0.01～0.015）CBOD,IAT估算。
（2）当水温较低，出水中硝态氮浓度≥15mg/L时，即使设置前置厌氧池，生物除磷效果也会受到一定影响。PBioP可根据（0.005~0.01）CBOD，IAT估算。
（3）当生化系统设有前置反硝化池或多级反硝化池，不设厌氧池时，PBioP可估算为≤0.,IAT。
（4）当水温较低，返回反硝化区的内部回流混合液部分返回厌氧池（此时厌氧池作为缺氧池使用，提高反硝化效果）时，PBioP可估算为≤0.,IAT。
5. 计算案例
例1：现有污水处理厂某城市污水处理厂规模为2万m3/d，已建成并稳定运行，二沉池出水排放标准为总磷PER≤1.0mg/L。运行数据显示，二沉池出水实测总磷浓度PEST=2.5mg/L。拟采用液态氯化铁（FeCl3）作为同步化学除磷剂，其有效成分为40%（/液），密度为1.42kg/L。计算所需除磷剂投加量。
解：按公式（5）计算：PPrec=2.5-1.0=1.5mgP/L；
所需Fe用量至少为2.7×1.5×20000×10-3=/d；
每日所需有效成分40%的FeCl3溶液体积为：V=81/[40%×56/（56+35.5×3）×1.42]=0./d。
例2：设计中的污水处理厂某城市污水处理厂设计水量为4万m3/d，采用A2/O生物脱氮除磷工艺，厌氧池进水水质为：BOD5（CBOD、IAT）=200mg/L，TP（PIAT）=6mg/L，设计水温为12℃。冬季运行期间为保证脱氮效果，需将部分厌氧区改为缺氧区。
二沉池出水BOD5排放标准为CBOD、EST≤10mg/L，出水总磷排放标准为PEST≤0.5mg/L。设计采用固体聚合氯化铝（PAC）作为辅助化学除磷剂，其有效成分为30%（/kgPAC）。
为实现同步沉淀和除磷，计算污水处理厂冬季运行所需的除磷投加量。
解答：通过生物合成去除的磷是：
PBM=0.，IAT=0.01×200=2mgP/L；
通过生物吸附去除的磷为：
PBioP≤0., IAT=0.005×200=1mgP/L｡