含磷废水处理方法浅析
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北极星水处理网讯： 摘要：磷是造成水体富营养化的关键物质。 含磷废水进入自然水体后，会导致水质恶化，破坏生态环境，甚至威胁人类和水生生物的生存。 废水中磷的去除是控制水体富营养化的关键，也是回收磷的重要途径之一。 本文总结了国内外含磷废水的处理方法，比较了传统工艺和新工艺的优缺点，探讨了与磷的回收回用相结合的含磷废水处理技术的发展方向。
关键词：含磷废水； 治疗方法； 新技术
人类活动使大量的氮、磷等物质进入自然水体，引起各种浮游生物、藻类快速繁殖，导致水质恶化，影响水生植物的正常光合作用，造成各种鱼类死亡。水生生物，例如鱼。 近年来，水体富营养化问题越来越引起人们的关注，水质恶化严重影响了人们的正常生活。
含磷废水主要来自工业原料、各种洗涤剂、农药、化肥和生活污水。 目前国内外常用的处理方法一般可分为化学法、生物法、吸附法、结晶法等单一工艺。 聚合物膜技术和复合材料也逐渐应用于含磷废水的处理。
1 化学法
化学除磷的原理是在含磷废水中添加化学药剂。 该试剂与废水中的磷酸根离子发生化学反应，生成不溶性磷酸盐沉淀。 通过过滤去除磷酸盐沉淀，从而达到除磷的目的。 的目标。 化学试剂主要是二价或三价金属离子。 兰继奎[1]和曾雪梅[2]报道，利用钙盐处理含磷废水，去除率可达到90.0%以上。 谢景亮等. [3]研究了不同形式的铁盐，通过实验和研究发现聚合铁和凝胶铁在除磷方面不如离子铁有效。 张猛[4]采用强化铁盐除磷工艺处理高浓度含磷废水。 进水磷浓度为93.30mg/L，去除率达到97.02%。
铝盐与磷酸根离子形成磷酸铝沉淀，通过吸附作用去除污水中的磷。 孙连伟 [5] 等. 研究了氯化铝除磷。 结果表明，三价铝离子与磷酸根离子是等摩尔反应。 因此，药剂投加量与原水TP浓度有关。 当pH为6.0时去除效率最高。
在含磷废水中添加铵盐和镁盐是我国常用的处理方法。 铵盐和镁盐与废水中的磷酸盐反应生成不溶性的复盐磷酸镁铵，也称为鸟粪石。 张玉生[6]等。 研究了鸟粪石法回收磷的方法。 实验研究表明，当pH控制在9.3，氮磷物质的量比控制在4.0，镁磷物质的量比控制在1.1时，即可实现除磷。 最佳效果。 周庄古镇地下污水处理厂采用化学除磷技术。 当出水总磷含量小于1mg/L时，处理费用为0.645元/m3。
目前，世界普遍强调需要大规模控制水环境中的磷含量。 迄今为止，化学沉淀仍然是一种实用有效的废水除磷方法。 化学法操作简单，除磷效果稳定，处理效率达80%以上。 当废水中磷浓度较大或波动到一定程度时，仍能保持良好的除磷效果，但较大的药剂用量会导致含磷废水。 处理成本高，且产生大量高磷污泥，难以处理。
2 生物规律
生物除磷主要是由一类微生物来完成，统称为聚磷菌。 由于富磷菌在厌氧条件下可以同化发酵产物，因此富磷菌在生物除磷系统中具有竞争优势。 在厌氧状态下（不存在溶解氧和硝态氮），兼性细菌将溶解的有机物转化为挥发性脂肪酸； 富磷细菌将细胞内的多磷水解成原酸盐，从中获取能量，吸收污水中易降解的COD，同化为细胞内的聚β-羟基丁酸或β-羟基戊酸等碳储能材料。 在有氧或缺氧条件下，积磷细菌利用分子氧或化合氧作为电子受体，氧化代谢PHB或PHV等储存物质，并产生能量过量吸收污水中的磷酸盐。 该物质以ATP的形式储存，部分转化为多磷，作为能量储存在细胞内，通过剩余污泥的排放实现高效生物除磷。
生物除磷的主要工艺有侧流生物除磷工艺、厌氧-好氧（AO）生物除磷工艺、厌氧-缺氧-好氧（AAO）生物脱氮除磷工艺、氧化沟工艺、序批式反应器（陈洪波[7]实验表明，当进水磷浓度为2~10mg/L时，SBR单级好氧生物除磷工艺去除率保持在90%以上。 王燃灯[8]等人对强化生物除磷系统（EBPR）进行研究发现，除了聚磷菌（PAOs）对磷的去除作用外，细菌的胞外聚合物（EPS）对磷也有一定的作用。除磷。 生物法的优点是：（1）成本低，微生物通过自身代谢进行替换； (2)产泥量少。 生物除磷是利用聚磷细菌的生理需要，从水中吸收可溶性磷酸盐，在体内合成聚磷酸盐，慢慢积累成高磷污泥； (3)除磷范围广，生化除磷除直接利用正磷酸盐外，还可以将其他磷转化为正磷酸盐。 但微生物对周围生存环境要求严格，对水质变化敏感。 日本滋贺县湘中净化中心先后采用厌氧-好氧（AO）、厌氧-缺氧-好氧（AAO）生物脱氮除磷工艺和分级进水多级缺氧-好氧/反硝化（SMAO） 3道深度处理工艺均取得了良好的处理效果。
3、吸附法
吸附除磷的原理是某些多孔或大比表面积的固体材料对水中的磷酸根离子具有吸附亲和力，通过吸附力去除废水中的磷。 磷吸附剂的选择要求满足以下条件：（1）吸附容量高； (2)选择性高； (3)吸附速度快； (4)抗其他离子干扰能力强； (5)无有害物质浸出； (6)吸附剂易于再生，性能稳定； (7)原料易得，成本低。 围绕这些标准，目前国内外吸附除磷的研究主要集中在提高吸附剂的效率上。
严[11]研究了3种柱柱剂（铁、铝、铁铝）改性膨润土的吸附除磷效果，结果表明铝柱剂效果最好。 近年来，许多报道[9, 10]表明，利用废渣处理含磷废水效果好、成本低，并且可以以废处理。 许多学者对天然材料和工业炉渣的吸附和脱磷性能进行了大量的研究和实验。 多项实验表明，这些材料的磷吸附能力与材料中Ca、Mg、Al、Fe等金属元素氧化物的含量呈正相关。 ，证实金属氧化物是磷吸附的主要活性位点； 材料的非晶态含量、pH值、比表面积和孔隙率对吸附能力起着重要作用。
吸附除磷不需要添加化学试剂，操作简单灵活，不产生二次污染，稀溶液溶质分离效果好，适合处理低浓度含磷废水。 目前已有一些在吸附容量方面表现优异的高效吸附剂的试验结果，但研究还相对较少。 吸附剂的抗干扰性能、溶解损失和再生等方面还存在一些问题。 吸附机理尚不清楚。 实践中落后。 从趋势来看，高效合成吸附剂的研究将是废水除磷吸附剂的重要发展方向，但仍存在许多研究问题有待解决。
4 结晶法
结晶除磷的原理是：含磷废水中加入试剂后，影响溶液中离子的亚稳态，磷酸根离子以磷酸盐的形式沉淀在晶种表面，达到除磷的目的。除磷是通过固液分离技术实现的。 陈晓光[12]等。 研究了磷酸钙结晶除磷工艺的性能，结果表明，提高pH值或Ca/P物质的量比有利于提高除磷率。 张锐[13]采用连续运行流化床MAP结晶除磷工艺，除磷率达到96%以上。 上述过程的pH范围为8.8~9.4。 结晶产生的污泥量约为处理水量的（0.8~2.78）‰。 60℃干燥后的结晶污泥磷含量大于13%，与天然鸟粪石的磷含量相当。
除了上述常规的含磷废水处理方法外，各种新技术也逐渐应用于含磷废水的处理。 徐晓明[15]以磁性羧甲基纤维素（CMC）复合材料为吸附剂，利用磁分离技术处理含磷废水并回收。 除磷率可达95%以上。 苏阳等[19]采用浸渍法制备负载氢氧化镧(EG-LaOH)的膨胀石墨作为除磷剂。 与目前广泛使用的活性氧化铝等吸附剂相比，EG-LaOH对磷具有更高的吸附效率。 抗干扰能力更强。 EG-LaOH在90℃时的再生效率可达到80%以上，具有巨大的应用前景。
随着科学技术的发展，膜技术越来越多地应用于废水处理。 膜技术作为一种新型分离技术，不仅能高效处理废水，还能高效回收物质。 其分离过程主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透和电渗析等。 刘佳[14]提出膜分离技术——芬顿处理工艺，采用超滤和树脂软化技术对低浓度有机磷废水进行预处理，并在此基础上采用二级反渗透工艺（RO）对废水进行浓缩。 然后进行芬顿氧化处理。 实验研究表明，该处理工艺比单一芬顿氧化处理工艺更经济，除磷率更高。 王亚一[20]研究了序批式生物膜技术（SBBR）的开发和应用。 SBBR将SBR间歇运行模式引入生物膜反应器中。 该技术结合了SBR和传统生物膜技术的优点。 水力负荷变化较大的城市生活污水处理效率高，可实现同步脱氮除磷的深度处理。
5 结论
含磷废水的处理方法有多种，处理效果和适用场合也不同。 化学沉淀法适用于高磷浓度的工业废水，生物法适用于低磷浓度的生活废水和畜牧业废水。 结晶法和吸附法有利于磷的回收利用，适合处理少量水的含磷废水。 在含磷废水的处理过程中，需要改变传统思维，加强磷的回收利用。 实践和研究表明，组合工艺与单一工艺相比，除磷效果显着提高。 在实际工程应用中，必须根据水质特性、处理规模、环境条件、处理成本等因素合理选择处理工艺。 近年来，随着科学技术的发展，聚合物膜技术和聚合物多孔材料的应用也为含磷废水的处理提供了新的思路和发展方向。