水體中的過量磷主要來源于肥料、農(nóng)業(yè)廢棄物和城市污水。有關(guān)資料說明，在過去的15年內(nèi)地表水的磷酸鹽含量增加了25倍，在美國進(jìn)入水體的磷酸鹽有60%是來自城市污水。在城市污水中磷酸鹽的主要來源是洗滌劑，它除了引起水體富營養(yǎng)化以外，還使許多水體產(chǎn)生大量泡沫。水體中過量的磷，一方面來自外來的工業(yè)廢水和生活污水；另一方面還有其內(nèi)源作用，即水體中的底泥在還原狀態(tài)下會釋放磷酸鹽，從而增加磷的含量，特別是在一些因硝酸鹽引起的富營養(yǎng)化的湖泊中，城市污水的排入使之更加復(fù)雜化，會使該系統(tǒng)迅速惡化，即使停止加入磷酸鹽，問題也不會解決。
這是因為多年來在底部沉積了大量的富含磷酸鹽的沉淀物，它由于不溶性的鐵鹽保護(hù)層作用通常是不會參與混合的。但是，當(dāng)?shù)讓铀趿康投幱谶€原狀態(tài)時(通常在夏季分層時出現(xiàn))，保護(hù)層消失，從而使磷酸鹽釋入水中所致。
磷在污水中存在的方式包括有機(jī)磷和無機(jī)磷。有機(jī)磷主要存在于各類微生物機(jī)體及動物排泄物中，無機(jī)磷包括磷酸鹽、聚磷酸鹽等，主要以各類磷酸根離子存在。
除磷指去除污水中的磷。磷在污水中具有以固體形態(tài)和溶解形態(tài)互相循環(huán)轉(zhuǎn)化的性能，污水除磷就是以磷的這種性能為基礎(chǔ)而開發(fā)的。
目前主流的污水除磷技術(shù)有：使磷成為不溶性的固體沉淀物，從污水中分離出去的化學(xué)除磷法；使磷以溶解態(tài)為微生物所攝取，與微生物成為一體，并隨同微生物從污水中分離出去的生物除磷法。根據(jù)磷在廢水中不同的存在方式，應(yīng)采用不同的除磷技術(shù)。
化學(xué)沉淀法除磷
化學(xué)沉淀法是向污水中投加藥劑，使水中磷酸離子生成難溶性的鹽，形成絮凝體與水分離，從而去除污水中所含磷的一種物理化學(xué)方法。根據(jù)使用的藥劑可分為石灰沉淀法和金屬鹽沉淀法兩種。這兩種處理方法的比較如下表所示。
| 比較項目 | 石灰沉淀法 | 金屬鹽沉淀法 |
| 混凝劑的必要投加量 | 根據(jù)堿度，將PH值調(diào)至一定值所需混凝劑量 | 按與磷的物質(zhì)的量比 |
| 從沉淀物中再生混凝劑 | 可以 | 不可以 |
| 污泥產(chǎn)生量 | 多 | 少 |
| 污泥處理 處置 | 容易 | 困難 |
| 處理水中的溶解鹽 | 不增加 | 增加 |
| 適宜的PH值范圍 | ＞10 | 6~8 |
| 處理效率 | 高 | 一般 |
| 適用的處理規(guī)模 | 大 | 所有規(guī)模 |
| 其他 | 同時進(jìn)行氨的解吸是經(jīng)濟(jì)的，但會生成水垢 | 投加的藥劑對生物處理有利 |
結(jié)晶法除磷
結(jié)晶法除磷就是使溶液呈堿性并含有適量Ca2+的含磷廢水以一定流態(tài)通過填料結(jié)晶床。該填料結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)與羥基磷酸鈣相似，它破壞溶液中離子的亞穩(wěn)態(tài)，形成羥基磷酸鈣在填料顆粒表面結(jié)晶，從而達(dá)到除磷目的。結(jié)晶床填料應(yīng)具有特定的吸附與其本身結(jié)構(gòu)類似成分的特性，而使水中的Ca2+、OH-、PO43。在填料顆粒表面富集，形成局部濃度增高，其離子積大于溶度積，從而產(chǎn)生結(jié)晶沉淀。
結(jié)晶法除磷具有處理效率好、污泥產(chǎn)量少、操作簡單、適用范圍廣等優(yōu)點，通常應(yīng)用于深度處理城市生活污水廠的二級出水；可以和混凝法聯(lián)用處理高濃度工業(yè)含磷廢水；可以用于去除污泥消化池中具有較高磷濃度的上清液等。
污水生物除磷
1.基本原理
污水中磷的轉(zhuǎn)化過程主要是有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷的過程。有機(jī)磷結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但它們一般都帶有易斷裂的P≒O、P≒S雙鍵，偏聚磷酸鹽主要包括焦磷酸鹽 （Na4P2O7）、三聚磷酸鹽（Na5P3O10）等，在厭氧條件下，它們都可被生物酶水解，終生成無機(jī)磷酸鹽。在好氧條件下，大分子有機(jī)物被氧化生成CO2，隨之，存在于其中的有機(jī)磷也會被氧化為無機(jī)磷酸鹽。這樣，通過厭氧水解和好氧氧化，污水中的有機(jī)磷基本上已*轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷酸鹽，供微生物體合成自身細(xì)胞所用而被去除。
對于市政污水而言，有機(jī)磷一般在污水管網(wǎng)中已有部分轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷酸鹽，在污水處理廠的厭氧段，有機(jī)磷進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷。
2.生物除磷的基本過程
活性污泥法處理污水時，將活性污泥交替在厭氧和好氧狀態(tài)下運行，能使過量積聚磷酸鹽的積磷菌占優(yōu)勢生長，使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。污泥中積磷菌在厭氧狀態(tài)下釋放磷，在好氧狀態(tài)下過量地攝取磷。經(jīng)過排放富磷剩余污泥，其結(jié)果與普通活性污泥法相比，可去除污水中更多的磷。
a 除磷菌的過量攝取磷
好氧條件下，除磷菌利用廢水中的BOD5或體內(nèi)貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷，一部分磷被用來合成ATP，另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細(xì)胞體內(nèi)。
b 除磷菌的磷釋放
在厭氧條件下，除磷菌能分解體內(nèi)的聚磷酸鹽而產(chǎn)生ATP，并利用ATP將廢水中的有機(jī)物攝入細(xì)胞內(nèi)，以聚b-羥基丁酸等有機(jī)顆粒的形式貯存于細(xì)胞內(nèi)，同時還將分解聚磷酸鹽所產(chǎn)生的磷酸排出體外。
c 富磷污泥的排放
在好氧條件下所攝取的磷比在厭氧條件下所釋放的磷多，廢水生物除磷工藝是利用除磷菌的這一過程，將多余剩余污泥排出系統(tǒng)而達(dá)到除磷的目的。
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