含磷廢水主要來(lái)源于工業(yè)原料、各種洗滌劑、農(nóng)藥、化肥和人類生活污水。目前國(guó)內(nèi)外常用的處理方法一般可分為化學(xué)法、生物法、吸附法、結(jié)晶法等單一工藝。聚合物膜技術(shù)和復(fù)合材料也逐漸應(yīng)用于含磷廢水的處理。

1.化學(xué)方法

化學(xué)除磷的原理是在含磷廢水中加入化學(xué)藥劑，藥劑與廢水中的磷酸根離子反應(yīng)生成不溶性的磷酸鹽沉淀，通過(guò)過(guò)濾去除，從而達(dá)到除磷的目的?；瘜W(xué)物質(zhì)主要是二價(jià)或三價(jià)金屬離子。蘭魁和曾報(bào)道用鈣鹽處理含磷廢水，去除率可達(dá)90.0%以上。謝等人研究了不同形式的鐵鹽。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，聚合和凝膠鐵的除磷效果不如離子鐵。采用強(qiáng)化鐵鹽除磷工藝處理張萌高濃度含磷廢水。進(jìn)水磷濃度為93.30mg/L，去除率達(dá)到97.02%。

鋁和磷酸根離子生成磷酸鋁沉淀，凈化水中的磷可以通過(guò)吸附去除。孫偉等人對(duì)氯化鋁除磷進(jìn)行了探索，結(jié)果表明三價(jià)鋁離子與磷酸根離子是等摩爾反應(yīng)，因此藥劑的投加量與原水中TP濃度有關(guān)，pH為6.0時(shí)去除效率最高。

在含磷廢水中加入銨鹽和鎂鹽是目前國(guó)內(nèi)常用的處理方法。銨鹽和鎂鹽與廢水中的磷酸鹽反應(yīng)生成不溶性復(fù)鹽磷酸銨鎂，又稱鳥糞石。張雨生等人研究了用鳥糞石法回收磷，實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)pH控制在9.3，氮磷摩爾比控制在4.0，鎂磷摩爾比控制在1.1時(shí)，除磷效果最好。周莊鎮(zhèn)地埋污水處理廠采用化學(xué)除磷工藝，當(dāng)出水總磷含量小于1 mg/L時(shí)，處理成本為0.645元/m3。

目前全世界普遍強(qiáng)調(diào)水環(huán)境需要大規(guī)?？刂屏缀?。迄今為止，化學(xué)沉淀法仍然是一種實(shí)用有效的廢水除磷方法。化學(xué)法簡(jiǎn)單，除磷效果穩(wěn)定，處理效率在80%以上。當(dāng)廢水中磷的濃度較大或有一定波動(dòng)時(shí)，仍能保持較好的除磷效果，但磷的投加量較大，導(dǎo)致含磷廢水處理成本較高，并產(chǎn)生大量難降解高磷污泥。

2.生物學(xué)方法

生物除磷主要通過(guò)一類統(tǒng)稱為聚磷菌的微生物來(lái)完成。由于聚磷菌能夠在厭氧條件下同化發(fā)酵產(chǎn)物，聚磷菌在生物除磷系統(tǒng)中具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在厭氧狀態(tài)下(不存在溶解氧和硝態(tài)氮)，兼性細(xì)菌將溶解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸；聚磷菌將細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)聚磷水解成正鹽，并從中獲取能量，吸收污水中易降解的COD，同化為細(xì)胞內(nèi)的碳儲(chǔ)能聚β-羥基丁酸或β-羥基戊酸等。在好氧或缺氧條件下，聚磷菌利用分子氧或化合氧作為電子受體，氧化代謝儲(chǔ)存物質(zhì)PHB或PHV等。，并產(chǎn)生能量。從污水中吸收過(guò)量的磷酸鹽，能量以高能物質(zhì)ATP的形式儲(chǔ)存，部分轉(zhuǎn)化為聚磷細(xì)胞作為能量，通過(guò)剩余污泥的排放實(shí)現(xiàn)高效生物除磷的目的。

生物除磷的主要工藝有Phostrip側(cè)流生物除磷工藝、厭氧-好氧(AO)生物除磷工藝、厭氧-缺氧-好氧(AAO)生物脫氮除磷工藝、氧化溝工藝、序批式反應(yīng)器(SBR)工藝、反硝化除磷工藝等。陳紅波試驗(yàn)表明，當(dāng)進(jìn)水磷濃度為2～10mg/L時(shí)，SBR單級(jí)好氧生物除磷工藝的去除率保持在90%以上。王然鄧等對(duì)強(qiáng)化生物除磷系統(tǒng)的研究()發(fā)現(xiàn)，除了聚磷菌(PAOs)外，細(xì)菌胞外聚合物(EPS)也有一定的除磷效果。

生物法的優(yōu)點(diǎn)是:

(1)成本低，微生物通過(guò)自身代謝進(jìn)行更新；

(2)污泥產(chǎn)量少。生物除磷是利用聚磷菌的生理需求，從水中吸收可溶性磷酸鹽，在體內(nèi)合成聚磷酸鹽，逐漸積累成高磷污泥。

(3)除磷范圍廣。在生化除磷中，除了正磷酸鹽，其他磷也可以轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽。但微生物對(duì)周圍生活環(huán)境要求嚴(yán)格，對(duì)水質(zhì)變化敏感。

日本滋賀縣湘中凈化中心先后采用厭氧-好氧(AO)、厭氧-缺氧-好氧(AAO)生物脫氮除磷工藝和多級(jí)缺氧-好氧反硝化(SMAO)三種深度處理工藝，取得了良好的處理效果。

3.吸附法

吸附除磷的原理是一些多孔或大比表面積的固體物質(zhì)對(duì)水中的磷酸根離子具有吸附親和力，廢水中的磷可以通過(guò)吸附親和力被去除。

磷吸附劑的選擇應(yīng)滿足以下條件:

(1)高吸附容量；

(2)高選擇性；

(3)吸附速度快；

(4)抗其他離子干擾能力強(qiáng)；

(5)沒(méi)有有害物質(zhì)溶出；

(6)吸附劑易于再生，性能穩(wěn)定；

(7)原料易得，成本低。

圍繞這些標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)外對(duì)吸附除磷的研究主要集中在提高吸附劑的效率上。

嚴(yán)研究了三種支撐劑(鐵、鋁、鐵、鋁)改性膨潤(rùn)土的吸附除磷效果，結(jié)果表明鋁柱的效果最好。近年來(lái)，許多報(bào)道表明，用廢渣處理含磷廢水效果明顯，成本低廉。許多學(xué)者對(duì)天然材料和工業(yè)廢渣的吸附除磷性能進(jìn)行了廣泛的研究和實(shí)驗(yàn)。許多實(shí)驗(yàn)表明，這些材料的磷吸附量與材料中Ca、Mg、al、Fe等金屬氧化物的含量呈正相關(guān)，證明金屬氧化物是磷吸附的主要活性位。無(wú)定形無(wú)定形物含量、pH值、材料的比表面積和孔隙率對(duì)吸附能力起重要作用。

吸附除磷不需要添加化學(xué)試劑，操作簡(jiǎn)單靈活，不產(chǎn)生二次污染，在稀溶液的溶質(zhì)分離中效果良好，適用于處理低濃度含磷廢水。目前，已經(jīng)有了一些具有優(yōu)良吸附能力的高效吸附劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但研究還比較少。吸附劑在抗干擾、溶解損失、再生等方面還存在一些問(wèn)題，吸附機(jī)理遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)踐。從趨勢(shì)上看，高效合成吸附劑的研究將是廢水除磷吸附劑的重要發(fā)展方向，但仍有許多研究課題有待解決。

4.結(jié)晶法

結(jié)晶法除磷的原理是在含磷廢水中加入試劑后，溶液中離子的亞穩(wěn)態(tài)受到影響，磷酸根離子以磷酸鹽的形式沉淀在晶種表面，通過(guò)固液分離技術(shù)達(dá)到除磷的目的。陳等研究了磷酸鈣結(jié)晶除磷的工藝性能。結(jié)果表明，提高pH值或鈣磷摩爾比有利于提高除磷率。張睿采用連續(xù)流化床MAP結(jié)晶除磷工藝，除磷率達(dá)到96%以上。上述過(guò)程的pH范圍為8.8~9.4。結(jié)晶產(chǎn)生的污泥量約為處理水量的(0.8~2.78)‰60℃干燥后，結(jié)晶污泥磷含量大于13%，與天然鳥糞石相當(dāng)。

除了上述常規(guī)的含磷廢水處理方法外，各種新工藝也逐漸應(yīng)用于含磷廢水的處理。以徐小明磁性羧甲基纖維素(CMC)-CoFe2O4復(fù)合材料為吸附劑，采用磁分離技術(shù)處理回收含磷廢水，磷去除率可達(dá)95%以上。采用楊栗浸漬法制備了負(fù)載氫氧化鑭的膨脹石墨脫磷劑。與目前廣泛使用的活性氧化鋁等吸附劑相比，EG-LaOH具有更高的磷吸附效率和更強(qiáng)的抗干擾能力。EG-LaOH在90℃時(shí)的再生效率可達(dá)80%以上，具有很大的應(yīng)用前景。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，膜技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。膜技術(shù)作為一種新型分離技術(shù)，不僅能高效處理廢水，還能高效回收物質(zhì)。其分離過(guò)程主要有微濾、超濾、納濾、反滲透和電滲析。劉佳提出了膜分離技術(shù)——Fenton法，利用超濾和樹脂軟化技術(shù)預(yù)處理低濃度有機(jī)磷廢水。在此基礎(chǔ)上，采用二級(jí)反滲透工藝(RO)對(duì)廢水進(jìn)行濃縮，然后進(jìn)行Fenton氧化處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該處理工藝比單一的Fenton氧化處理工藝更經(jīng)濟(jì)、除磷率更高。王雅儀研究序批式生物膜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用(SBBR)。SBBR將SBR的間歇運(yùn)行模式引入生物膜反應(yīng)器。該技術(shù)結(jié)合了SBR和傳統(tǒng)生物膜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)水力負(fù)荷變化較大的城市生活污水處理效率高，可實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷的深度處理。

5.結(jié)論

含磷廢水的處理方法很多，處理效果和應(yīng)用也不盡相同?；瘜W(xué)沉淀法適用于磷濃度高的工業(yè)廢水，生物法適用于磷濃度低的生活廢水和畜牧廢水。結(jié)晶和吸附有利于磷的回收利用，適用于水量較小的含磷廢水的處理。在含磷廢水的處理過(guò)程中，必須改變傳統(tǒng)思維，加強(qiáng)磷的回收利用。實(shí)踐表明，與單一工藝相比，組合工藝的除磷效果明顯提高。在實(shí)際工程應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)特性、處理規(guī)模、環(huán)境條件、處理成本等因素合理選擇處理工藝。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高分子膜技術(shù)和高分子多孔材料的應(yīng)用也為含磷廢水的處理提供了新的思路和發(fā)展方向。(來(lái)源:安徽省環(huán)境科學(xué)研究院)

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