磷污染處理技術的研究進展

高教成

摘 要：磷是生物體內所必需的元素，同時又是導致水體富營養(yǎng)化的主要原因。水體中的磷污染主要來源于外源性磷和內源性磷，大量合成洗滌劑的使用已成為城市廢水中磷污染的主要來源。該文淺述了磷污染的處理技術，主要包括生物法、化學沉淀法和結晶法，還有吸附法、人工濕地法等，并介紹了各種除磷工藝的原理、影響因素及其應用范圍等。

關鍵詞：磷污染 廢水除磷 去除率

中圖分類號：X71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（b）-0064-02

磷作為一種營養(yǎng)物質，是構成蛋白質、核酸和脂肪的重要組成成分，是生物體內所必需的元素，同時又是導致水體富營養(yǎng)化的主要原因。當水體中總磷濃度大于0.02 mg/L時，通常會引起水體產生富營養(yǎng)化現(xiàn)象。據(jù)有關報道，我國主要水體（湖泊、水庫等）目前磷污染較嚴重，富營養(yǎng)化問題較突出。其中，國控監(jiān)測重點水體（湖泊、水庫等）呈現(xiàn)中度富營養(yǎng)狀態(tài)的占7.7%。

1 磷污染來源及危害性

水體中的磷污染分為外源性磷污染和內源性磷污染。其中，外源性磷污染可分為點源和非點源兩種，內源性磷污染可向水體中進行釋放，為富磷底質中的磷。據(jù)有關調查研究，我國一些主要的富營養(yǎng)湖泊中約63.9%磷污染來源于城市廢水，城市廢水中有一半的磷來自于合成洗滌劑的使用。因此，大量地使用合成洗滌劑，會增加水體中的磷含量，這已成為城市廢水中主要的磷污染源。

磷污染最直接的危害是產生水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為水體中藻類的大量繁殖，使水體應有的凈化功能喪失，影響人類的生產和生活環(huán)境。水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象的形成危害大、歷時短，表現(xiàn)為：水體生態(tài)系統(tǒng)平衡遭到嚴重的破壞，藻類缺氧腐爛，水體產生異味，感官性能惡化；城鎮(zhèn)水廠濾池容易受堵塞，過濾效率降低，大幅度增加制水成本，消毒會生成三鹵甲烷等“三致”物質，供水水質惡化，影響居民的飲水安全；水體溶解氧含量降低，大量魚類死亡，水產養(yǎng)殖業(yè)將受到很大影響。

鑒于磷污染的嚴重危害性，防止磷污染、控制水體磷排放，對于保護水環(huán)境具有重要的意義。我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）規(guī)定，出水中總磷限值為0.5 mg/L（一級A標準）。

2 磷污染的處理技術

磷污染的處理技術是當前水處理中亟待解決的重點和難點。磷污染的處理技術主要包括生物法、化學沉淀法、結晶法、吸附法、人工濕地法等。

2.1 生物法

生物法去除廢水中磷的基本原理可分為兩類：一類是傳統(tǒng)生物法除磷，其在厭氧的反應條件下，采用聚磷菌（PAO）來釋放磷，然后在好氧的反應條件下，過量地吸收磷，同時通過周期性地排出富磷污泥，來實現(xiàn)廢水生物除磷的目的；另一類是反硝化除磷，其在厭氧的反應條件下，采用反硝化聚磷菌（DPB）來釋放磷，然后采用電子受體（亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮），在缺氧的反應條件下過量地吸收磷，硝態(tài)氮被還原為氮氣，來實現(xiàn)廢水生物除磷和反硝化的目的。一般條件下，廢水生物除磷的工藝包括：A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝工藝、SBR工藝等，以及在常用工藝的基礎上的UCT工藝、Phoredox工藝、A2N工藝等。

高志廣等[1]以實際污水為研究對象，考察厭氧條件下生物除磷的效果，并探討水力停留時間HRT對A/O工藝除磷效果的影響。研究表明，厭氧水力停留時間不宜過短（小于1.3 h）或過長（大于2.5 h），水力停留時間過短或過長，都不利于A/O工藝生物穩(wěn)定除磷效果。水力停留時間取決于進水有機物的含量和聚磷菌的性能，以PHAs的合成量最大用來控制最佳A/O工藝除磷最佳的水力停留時間。

生物法廢水除磷運行費用低，在一般情況下可將廢水中90%的磷去除，但是其去除磷的穩(wěn)定性較差，易受運行條件和進水水質的影響，而且較依賴于廢水中的有機物濃度。當廢水進水中有機物濃度較低或磷濃度大于10.0 mg/L時，由于處理完出水中磷往往難以達標，因此通常輔以化學法除磷。

2.2 化學沉淀法

化學沉淀法去除廢水中磷，是采用化學藥劑（鐵鹽、鋁鹽等）與廢水中的磷酸鹽反應，生成磷酸鹽沉淀物，進而通過固液分離，來實現(xiàn)廢水中化學除磷的目的。通常，化學沉淀法除磷的金屬鹽有硫酸亞鐵、硫酸鋁、石灰等。根據(jù)化學藥劑的投加點不同，化學沉淀除磷工藝包括：同步化學沉淀、前置（后置）化學沉淀、后繼接觸過濾。

汪輝等[2]研究不同的無機高分子化學藥劑對實際生活污水中磷去除的效果。在所試條件下，其對生活污水中磷的去除效果依