废水除磷原理及应用
1 废水除磷方法
废水除磷的主要方法有化学除磷和生物除磷。化学除磷速度快但成本高，生物除磷成本低但周期长，单独采用化学除磷或生物除磷都难以达到理想效果。若将两种方法联合使用，优化工艺，可使废水中的磷稳定维持在符合排放标准。
1.1 化学除磷原理
化学除磷是通过化学方法将废水中的可溶性含磷物质转化为不溶性含磷物质，由液相转移到固相。常用的方法是加入铁盐、铝盐或钙盐等无机金属盐剂，与可溶性磷酸盐发生反应，生成磷酸铁、磷酸铝、磷酸钙等溶度积较小的化合物。这些细小的不溶性固体在加入混凝剂、絮凝剂后聚集成较大的不溶性固体，然后沉淀下来。经浓缩、过滤，实现固液分离，磷进入污泥中。
随着科技的不断进步，出现了一些新型的除磷剂，特别是处理非正磷酸盐的除磷剂。一些废水处理化学公司开发了次磷去除剂。其原理是通过架桥方法捕获和吸附废水中的次磷并使其沉淀下来去除磷。而磷仍然以次磷的形式存在于污泥中。
1.2生物除磷原理
1.2.1 PAO原理
生物除磷的原理一般认为是：采用活性污泥法处理污水时，污泥中的聚磷菌PAO(Poly-)在厌氧条件下释放磷，在好氧条件下过度吸收磷，通过排出富含磷的剩余污泥去除污水中的磷。
1.2.2 DPB原理
反硝化除磷细菌DPB（）的除磷原理与聚磷菌PAO类似，但氧化菌体内储存的PHB时的电子受体不同，PAO利用的是O2，而DPB利用的是NOx--N。反硝化除磷细菌DPB可以在缺氧（没有分子氧但有硝酸盐）环境中吸收磷。反硝化除磷细菌DPB以硝酸盐为电子受体，产生生物吸磷，在生物磷被吸收的同时，硝酸盐被还原为氮气，这样就使吸磷和反硝化两个不同的生物过程能够利用同一类型的细菌在同样的环境中完成。
此外还有人工湿地除磷，它是在一般人工湿地系统的基础上，人为地控制和优化系统，利用湿地基质、水生植物和微生物之间的相互作用，通过一系列的物理、化学和生物作用，达到除磷为主要目标。是一种高效、投资少、能耗低、操作简单、设置灵活、维护和运行费用低的废水除磷技术。但此法占地面积较大。
除了化学、生物除磷外，还有吸附除磷，陆艳琴、朱莉、何兆菊等研究了沸石负载氧化铁吸附剂的吸附除磷，具有除磷效果好、易再生、价格便宜的特点，有广阔的应用前景。
2.电镀废水除磷试验
电镀废水中含磷物质有：磷酸、磷酸盐、次磷酸盐、亚磷酸、焦磷酸、植酸等。正磷酸盐较容易去除，非正磷酸盐和有机磷酸盐较难去除。一般大型电镀工业园区的电镀废水厂多采用分类处理的方式，将含正磷酸盐的废水分为预处理废水，含非正磷酸盐的废水分为络合物废水（含络合物废水）。
废水样品取自某大型电镀工业园区的电镀废水，该工业园区的电镀废水采用分类处理方式，其中磷主要集中在预处理废水和复合废水中，预处理废水中的磷多为正磷酸盐，复合废水中的磷多为非正磷酸盐，如次磷酸盐、焦磷酸盐、有机磷等。
实验中用到的主要药物如下：
除磷剂P2#：棕色液体，含铁18.7g/L、铝34.1g/L；
石灰：Ca(OH)2含量90%；
漂白水：有效氯8.0%；
PAC：以Al2O3计1.4%；
PAM：固体聚丙烯酰胺（分子量≧1200万）0.1%。
2.1预处理废水除磷试验
2.1.1 测试步骤
除磷剂P2#试验步骤：
（1）取500mL废水样品，倒入烧杯中；
（2）加入脱磷剂，反应5~10分钟；
（3）加碱调节pH值至7-8，反应时间为1-3min；
（4）加入约1mL PAM，反应5～10分钟；
（5）静置约30分钟，过滤，取滤液检测总磷、镍。
石灰测试步骤：
（1）取500mL废水样品，倒入烧杯中；
（2）加入适量石灰，边加边搅拌，反应时间约10分钟；
（3）加酸（或碱）调节pH值至7-8，边加入边搅拌，反应时间为1-3分钟；
（4）加入约2mL PAC，反应5～10分钟；
（5）加入约1 mL PAM，反应5至10分钟；
（6）静置约30分钟，过滤，取滤液检测总磷、镍。
2.1.2 测试结果
试验结果见表1、表2。对于电镀废水厂前处理废水，从除磷率和除磷剂成本考虑，石灰效果更佳，但除磷剂P2#可将磷降低至1mg/L以下，这是石灰难以达到的。除磷剂P2#在除镍方面优势明显。
2.2络合废水除磷试验
2.2.1 测试步骤
除磷剂P2#试验步骤：
（1）取500mL废水样品，倒入烧杯中；
（2）加碱调节pH值至9-10，边加入边搅拌，反应时间为1-3分钟；
（3）加入1-3mL漂白水，控制ORP在450mv左右，反应时间约90min；
（4）加入脱磷剂适量，反应时间为5～10分钟；
（5）加碱调节pH值至7-8，反应时间为1-3min；
（6）加入约1mL PAM，反应5～10分钟；
（7）静置约30分钟，过滤，收集滤液，用于总磷和镍的检测。
石灰测试步骤：
（1）取500mL废水样品，倒入烧杯中；
（2）加入适量石灰，边加入边搅拌，反应时间约10分钟；
（3）加酸（或碱）调节pH值至9-10，边加入边搅拌，反应时间为1-3分钟；
（4）加入1-3mL漂白水，控制ORP在450mv左右，反应时间约90min；
(5)加酸调节pH为7-8，边加入边搅拌，反应时间为1-3分钟；
（6）加入约2mL PAC，反应5～10分钟；
（7）加入约1 mL PAM，反应5至10分钟；
（8）静置约30分钟，过滤，取滤液检测总磷、镍。
2.2.2 测试结果
试验结果见表3、表4，对于电镀废水厂的复杂废水，从除磷率和除磷剂成本考虑，石灰效果较好，但对镍的去除效果较好的是除磷剂P2#。
2.3 生化出水除磷试验
电镀废水如前处理废水、络合废水等经物化系统处理后合并在一起，用酸或碱调节至pH值7~8后进入生化处理系统（A2O）。
在细菌和微生物的作用下，大分子有机物、结构复杂的物质被分解成小分子、结构相对简单的物质，从而使废水中的COD、氮、磷等轻松去除，详情可联系污水宝或参阅更多相关技术文献。
2.3.1 测试步骤
（1）取500mL生化水倒入烧杯中；
（2）加入硫酸亚铁，搅拌均匀；
（3）加入双氧水，反应时间约30min；
（4）加石灰调节pH值至8.0~8.5；
（5）加入PAM，反应时间5~10min；
（6）静置约30分钟，过滤，取滤液测定总磷。
2.3.2 测试结果
试验结果见表5，对于电镀废水厂生化出水，采用氧化化学沉淀法可将TP降至0.5mg/L以下。
3 结论
电镀废水成分复杂，特别是大型电镀工业园区，污染物种类繁多，磷以多种形态存在。废水除磷的有效方法是化学除磷与生物除磷相结合。首先将电镀废水进行分类，将含正磷酸盐的废水分为预处理废水，将含非正磷酸盐的废水分为复杂废水。采用不同的方法进行物理、化学沉淀，去除大部分磷和重金属。然后将各种类型废水（已去除氰化物、铬和重金属）结合在一起，调节pH值至7~8后再进入生化处理系统。生化系统出水经过氧化等处理，可稳定地将电镀废水中的总磷降低至0.5mg/L以下。
随着社会的发展进步，对环保的要求也越来越严格，污染治理不仅要满足末端排放标准，更要从源头抓起，全过程控制，推行清洁生产。电镀行业应积极开发和应用无磷替代工艺，更好地解决电镀废水含磷问题。（来源：广东化工，作者：谢金秋、白永兰）