一、含磷廢水的來(lái)源

排放到湖泊中的磷大多來(lái)源于生活污水、工廠和畜牧業(yè)廢水、山林耕地肥料流失以及降雨降雪之中。與前幾項(xiàng)相比，降雨和降雪中的磷含量較低。有調(diào)查表明，降雨中磷濃度平均值低于0.04mg/L，降雪中低于0.02mg/L。以生活污水為例，每人每天磷排放量大約在1.4～3.2g，各種洗滌劑的貢獻(xiàn)約占其中的70%左右。此外，炊事與漱洗水以及在糞尿中磷也有相當(dāng)?shù)暮?。工廠磷排放主要來(lái)源于肥料、醫(yī)藥、金屬表面處理、纖維染發(fā)酵和食品工業(yè)。在水域的磷流入量中，生活污水占43.4%為最大，其他依次為20.5%、29.4%與6.7%。

1、工業(yè)廢水

化工行業(yè)：如造紙業(yè)、磷肥工業(yè)等。磷肥廠排放的廢水為酸性廢水，特征污染物為氟化物和總磷，對(duì)水體危害較大；

生化制藥：如某藥業(yè)公司是一家生物制藥企業(yè)，公司主要產(chǎn)品為三磷酸腺苷、環(huán)磷酸腺苷，是核昔酸制藥工業(yè)的重要原料和中間體。生產(chǎn)中樹脂吸附和脫附等工段產(chǎn)生廢水中含有大量的有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷，導(dǎo)致綜合廢水中TP、CODCr濃度較高。

金屬表面處理：洗衣機(jī)箱體外殼是由冷軋式鍍鋅鐵皮噴塑而成，噴塑前必須經(jīng)過(guò)前處理；電冰箱公司高速雙排平板噴涂線上冷軋鋼板噴塑前也必須經(jīng)過(guò)前處理。前處理的主要工序?yàn)槊撝?、磷化，所用脫脂劑主要成分為蘇打、表面活性劑等，洗衣機(jī)公司磷化液主要成分為磷酸二氫鋅，電冰箱公司磷化液主要成分為磷酸二氫鈉，因此前處理工段排放廢水含有油污、Zn2+、磷酸鹽等有毒有害物質(zhì)，特別是磷酸鹽含量高。

2、生活污水

生活污水常含有大量的磷，排入水體會(huì)造成藻類過(guò)度繁殖，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化,使水質(zhì)惡化。生活污水中，80%的磷來(lái)自人體排泄，其余的來(lái)自于洗滌廢水和食物廢渣。其中含磷洗衣粉是生活含磷污水的主要來(lái)源。

二、含磷廢水的危害

磷是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。水體富營(yíng)養(yǎng)化不僅會(huì)導(dǎo)致水中藻類瘋長(zhǎng)，而且會(huì)使水體含氧量急劇下降，影響魚類等水生生物的生存。

水體富營(yíng)養(yǎng)化在湖泊、水庫(kù)表現(xiàn)為“水華”。主要危害為水體透明度下降，復(fù)氧能力減弱，魚的種類特別是有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的魚類減少，藻類死亡之后，分解要消耗溶解氧。溶解氧的不足及某些有毒藻類還會(huì)導(dǎo)致魚類死亡。無(wú)法分解的有機(jī)物將沉入水底導(dǎo)致湖、庫(kù)日益淤積變淺，加速了湖泊的老化。我國(guó)內(nèi)陸與城市湖泊、水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象普遍，而且情況相當(dāng)嚴(yán)重。滇池、巢湖和太湖三大著名湖泊的污染尤其引人注目。

水體富營(yíng)養(yǎng)化在海洋中表現(xiàn)為“赤潮”，也就是水域中一些浮游生物繁殖引起的水色異常和水質(zhì)惡化現(xiàn)象。海洋中某一種或幾種浮游生物在一定環(huán)境條件下爆發(fā)性繁殖或高度聚集，引起海水變色，影響和危害其它海洋生物正常生存，造成災(zāi)害性海洋生態(tài)異常現(xiàn)象。

三、含磷廢水處理方法

通常使用的除磷方法主要包括化學(xué)法、生物法以及吸附法三大類。

1、化學(xué)法

(1)、化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法除磷主要指應(yīng)用鈣鹽，鐵鹽和鋁鹽等產(chǎn)生的金屬離子與磷酸根生成難溶磷酸鹽沉淀物的方法來(lái)去除廢水中的磷。最常用的是石灰、硫酸鋁、鋁酸鈉、三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵和氯化亞鐵。

①.石灰

主反應(yīng)：Ca(OH)2+HCO-3→CaCO3↓+OH-+H2O

副反應(yīng)：5Ca2++3PO43-+OH-→Ca5(OH)(PO4)3↓

②.三氯化鐵

主反應(yīng)：FeCl3+PO43-→FePO4↓+3Cl-

副反應(yīng)：2FeCl3+3Ca(HCO3)2→2Fe(OH)3↓+3CaCl2+6CO2

③.硫酸鋁

主反應(yīng)：Al2(SO4)314H2O+2PO43-→2AlPO4↓+3SO42-+14H2O

副反應(yīng)：Al2(SO4)314H2O+6HCO3-→2Al(OH)3↓+3SO42-+6CO2+14H2O

(2)、化學(xué)絮凝法

化學(xué)混凝法除磷是將可溶性磷轉(zhuǎn)化為懸浮性磷，并將其滯留。水中的磷大部分是溶解狀的無(wú)機(jī)化合磷，主要是洗滌劑的正磷酸鹽和稠環(huán)磷酸鹽，其余小部分是以溶解和非溶解狀態(tài)存在的有機(jī)化合磷。稠環(huán)磷酸鹽和有機(jī)化合磷一般在生物處理中可轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽。由于在各種陰離子中，磷酸根對(duì)鐵離子水解行為影響最為突出，它可以取代與鐵離子結(jié)合的部分羥基，形成堿式磷酸鐵復(fù)合絡(luò)合物，改變鐵離子的水解路徑。

2、生物法

生物法除磷是基于噬磷菌在好氧及厭氧條件下，攝取及釋放磷的原理，通過(guò)好氧-厭氧條件的交替運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)除磷。生物法除磷工藝自20世紀(jì)70年代以來(lái)得到快速發(fā)展，其對(duì)廢水生化處理設(shè)備的合理利用，并可同時(shí)完成對(duì)有機(jī)物的去除，較低的運(yùn)行費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)得到一致的認(rèn)同。該方法在合適的條件下，可以去除廢水中高達(dá)90%的磷。但是一般來(lái)說(shuō)，生物法除磷工藝運(yùn)行穩(wěn)定性差，依賴性強(qiáng)，當(dāng)廢水中有機(jī)物含量較低，或磷含量超過(guò)10mg/L時(shí)，出水很難滿足磷的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，往往需要對(duì)出水進(jìn)行二次除磷處理。

生物除磷法的優(yōu)點(diǎn)是可避免化學(xué)除磷法中的大量化學(xué)污泥，可減少活性污泥的膨脹現(xiàn)象，節(jié)約能源，且運(yùn)行費(fèi)用較低，因此是目前流行的除磷方法。

(1)、PAO原理

普遍認(rèn)可和接受的生物除磷理論是“聚合磷酸鹽（poly-P）累積微生物”PAO（Poly-phosphate Accumulating Organisms）的攝/放磷原理。在厭氧條件下，聚磷菌把細(xì)胞中的聚磷水解為下磷酸鹽（PO43-）釋放到胞外，并從中獲取能量，利用污水中易降解的COD如揮發(fā)性脂肪酸（VFA），合成貯能物質(zhì)聚β-羥基-丁酸（PHB）等貯于胞內(nèi)。在好氧條件下，聚磷菌以O(shè)2作為電子受體，通過(guò)所貯藏的PHB代謝產(chǎn)生的能量，過(guò)量地從污水中攝取磷酸鹽，并產(chǎn)生新的細(xì)胞物質(zhì)。普通細(xì)菌含磷量約為其重量的2.3%，而聚磷菌體內(nèi)磷的含量可達(dá)7%～8%，通過(guò)剩余污泥排放實(shí)現(xiàn)高效地除磷。

(2)、DPB原理

近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，除早先公認(rèn)的PAO細(xì)菌可在好氧環(huán)境中攝磷外，另外一種兼性厭氧反消化除磷細(xì)菌DPB（Denitrifying Phosphorus Removing Bacteria）還能在缺氧（無(wú)O2，存在NO3-）環(huán)境下攝磷。DPB被證實(shí)具有同PAO極為相似的除磷原理，它們能夠以NO3-為電子受體，氧化細(xì)胞內(nèi)貯存的PHB釋放能量，過(guò)量的從廢水中攝磷。荷蘭Delft大學(xué)近來(lái)對(duì)這種反硝化除磷現(xiàn)象進(jìn)行了進(jìn)一步研究，對(duì)其中代謝機(jī)理，動(dòng)力學(xué)，化學(xué)計(jì)量學(xué)提出了假定。對(duì)于把這種工藝與活性污泥工藝結(jié)合的方法進(jìn)行了研究和評(píng)價(jià)。從實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)性規(guī)模的生物除磷脫氮的研究表明，當(dāng)微生物依次經(jīng)過(guò)厭氧、缺氧、好氧三個(gè)階段后，約占50%的聚磷菌既能利用氧氣又能利用NO3-作為電子受體，DPB的除磷效果相當(dāng)于總磷菌的50%。

3、吸附法

在吸附除磷的固液反映過(guò)程中所提到的吸附概念可以涵蓋固體表面的物理吸附、離子交換形式的化學(xué)吸附以及固體表面沉積過(guò)程。物理吸附僅發(fā)生在固液界面，依據(jù)分子間的相似相溶原理，其作用力為分子間力。物理吸附的特點(diǎn)為多層吸附。無(wú)嚴(yán)格的飽和吸附量，吸附等溫線較符合Fruendrich方程?；瘜W(xué)吸附或離子交換可能是固液界面的單層反應(yīng)，也可能是固體內(nèi)部一定深度的表層反應(yīng)，一般能近似符合單層吸附假設(shè)，吸附等溫線較符合Langmiur方程。吸附除磷的實(shí)際過(guò)程既包括物理吸附，又包括化學(xué)吸附。對(duì)于天然吸附劑，一般由于固體表面老化而不能顯示出高表面能及強(qiáng)吸附性，作用主要依靠其巨大的比表面積，該類吸附可以物理吸附為主。對(duì)于大多數(shù)人工合成的高效吸附劑，由于認(rèn)為制造了固體表面的特性吸附和離子交換層，化學(xué)吸附占主導(dǎo)地位。吸附法作為高效低耗的分離過(guò)程，在稀溶液的溶質(zhì)分離中顯示出顯著的優(yōu)越性，適合于廢水除磷。根據(jù)不同的廢水處理工藝和經(jīng)濟(jì)性要求，可以采用不同類型的除磷吸附劑。天然吸附材料、廢渣以及改性物以其價(jià)廉而被廣泛應(yīng)用于廢水的土地處理系統(tǒng)，作為除磷吸附劑，活性氧化鋁是傳統(tǒng)的磷吸附劑，目前應(yīng)用較廣，但磷吸附容量不夠高，吸附劑運(yùn)行周期也較短。在廢水處理尤其是工業(yè)廢水處理中，常用的吸附方法多為活性碳，但因活性碳吸附劑存在著明顯的缺陷：①價(jià)格昂貴；②選擇性差，適用范圍有限；③再生設(shè)備少、費(fèi)用高、再生困難。因此，研制價(jià)格低廉、選擇性好、易再生的系列水處理凈化新材料已成為目前研究開發(fā)的熱點(diǎn)。

四、含磷廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978－1996）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為磷酸鹽（以P計(jì)）≤0.5 mg·L-1，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)磷酸鹽（以P計(jì)）≤1.0 mg·L-1。