1、磷酸鹽對水環(huán)境的不良影響

天然水體接納含有大量的氮、磷的廢水后，水中營養(yǎng)物質(zhì)增多，促使自養(yǎng)型生物旺盛生長，特別是藍(lán)藻和紅藻的個(gè)體數(shù)量迅速增加，而其他藻類的種類則逐漸減少。藻類繁殖迅速，生長周期短。藻類及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不斷消耗水中的溶解氧，或被厭氧微生物分解，不斷產(chǎn)生硫化氫等氣體，從兩個(gè)方面使水質(zhì)惡化，造成魚類和其他水生生物大量死亡。藻類及其他浮游生物殘?bào)w在腐爛過程中，又把大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)釋放入水中，供新的一代藻類等生物利用。因此，富營養(yǎng)化了的水體，即使切斷外界營養(yǎng)物質(zhì)的來源，水體也很難自凈和恢復(fù)到正常狀態(tài)。

2、制膠廢水中磷酸鹽的處理方法

針對制膠廢水中同時(shí)具備高濃度的COD、氨氮及總磷的特點(diǎn)，廢水中磷酸鹽的處理方法可以分為以下幾個(gè)步驟：預(yù)處理階段的“MAP沉淀法”，生物處理階段的“厭氧+缺氧+好氧處理法”，后續(xù)強(qiáng)化處理階段的“化學(xué)除磷法”。

2.1 MAP沉淀法

磷酸胺鎂(MAP)沉淀法是一種有效去除廢水中同時(shí)含有高濃度氨氮及高濃度磷酸鹽的廢水技術(shù)，它是基于水中的NH4+、PO43+以及Mg2+可生成MgNH4PO4沉淀物，從而達(dá)到同時(shí)脫氮除磷的作用。處理得到的產(chǎn)物MgNH4PO4沉淀物可以用作飼料及肥料添加劑，也可用于涂料、軟泡阻燃劑的制造。因而磷酸胺鎂(MAP)沉淀可回收廢水中的氨氮和磷酸鹽物質(zhì)，達(dá)到變廢為寶的目的，是一種具有很大發(fā)展?jié)摿Φ目沙掷m(xù)發(fā)展的水處理技術(shù)。

制膠廢水中同時(shí)含有高濃度的氨氮和總磷，遵循資源化及變廢為寶的設(shè)計(jì)理念，采用磷酸胺鎂(MAP)沉淀法進(jìn)行脫氨與除磷處理，將濃乳廢水中的NH4+、PO43+與新投加的Mg2+生成可作為肥料添加劑的MgNH4PO4沉淀物，具有較大的資源化利用價(jià)值及發(fā)展前景。磷酸胺鎂(MAP)沉淀法在去除磷酸鹽的同時(shí)可大幅度降低氨氮的濃度。

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式得知，Mg2+：PO43-：NH4+=1：1：1。實(shí)踐結(jié)果表明，在單純利用制膠廢水中的氨氮和磷酸鹽，而不額外投加磷酸鹽藥劑的情況下，依序投加氫氧化鈉與氧化鎂溶液，將廢水的pH調(diào)整至最佳范圍9.0～9.5時(shí)，氨氮的去除效率約為10%～20%，磷酸鹽濃度可由200mg/L降至20mg/L以下。如要使氨氮濃度降得更低，則需額外投加磷酸鹽。

2.2 生物除磷法

（1）生物除磷工藝?yán)碚摶A(chǔ)

生物除磷由吸磷和釋磷兩個(gè)過程組成。在厭氧狀態(tài)下，聚磷菌吸收低分子有機(jī)物(如脂肪酸)，同時(shí)將貯存在細(xì)胞中聚合磷酸鹽中的磷通過水解而釋放出來，并提供微生物生命活動(dòng)所必需的能量，即聚磷菌體內(nèi)的ATP進(jìn)行水解，放出磷酸和能量，ATP轉(zhuǎn)為ADP。而在隨后的好氧狀態(tài)下，聚磷菌有氧呼吸，所吸收的有機(jī)物被氧化分解并產(chǎn)生能量，能量為ADP所獲得，將結(jié)合磷酸而合成ATP，微生物從廢水中攝取的磷，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其細(xì)胞合成所需磷量，將磷以聚合磷酸鹽的形式貯藏在菌體內(nèi)，而形成高含磷量的活性污泥，通過排出剩余污泥，達(dá)到除磷效果。

（2）同時(shí)生物脫氮除磷工藝

制膠廢水中除了含有有機(jī)污染物以外，還含有高濃度氨氮和總磷，處理難度較大。為提高脫氮除磷效率，從根本上將氮、磷等污染物從水體中分離，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的廢水處理目標(biāo)，在制膠廢水治理的工程實(shí)踐中，研發(fā)出組合式生物氧化系統(tǒng)，組合式生物氧化系統(tǒng)是在A2/O(厭氧—缺氧—好氧)工藝基礎(chǔ)上優(yōu)化而成的，該系統(tǒng)設(shè)有厭氧池、缺氧池、好氧池以及沉淀池。系統(tǒng)中的活性污泥所含的聚磷菌依次處于厭氧、缺氧和好氧的環(huán)境中，污水進(jìn)入?yún)捬醵闻c回流污泥混合時(shí)，聚磷菌會(huì)吸收厭氧段進(jìn)水中的小分子有機(jī)物合成聚-β-羥基丁酸(PHB)并儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)將細(xì)胞內(nèi)的聚磷水解成正磷酸鹽，釋放到水中，釋放的能量供專性好氧的聚磷菌在厭氧的壓抑環(huán)境下維持生存。

隨后污水進(jìn)入缺氧池，反硝化菌利用A2/O厭氧段出水中的有機(jī)物和回流混合液中的硝酸鹽進(jìn)行反硝化，并產(chǎn)生一部分的堿度。通過控制適當(dāng)?shù)幕亓鞅龋粌H可以得到很好的脫氮效果，還將有利于消除對后續(xù)好氧池中硝化細(xì)菌所產(chǎn)生的產(chǎn)物抑制，使氨氮在好氧池中可以持續(xù)得到進(jìn)一步的氧化。

當(dāng)污水進(jìn)入好氧池時(shí)，有機(jī)物濃度已很低，聚磷菌主要是靠分解體內(nèi)儲(chǔ)存的PHB來獲得能量供自身生長繁殖，同時(shí)超量吸收水中的溶解性磷以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)存在體內(nèi)，經(jīng)過A2/O末端的沉淀池泥水分離，將含磷濃度高的剩余污泥從系統(tǒng)中分離出來處置，即可將大部分原廢水中所含的磷除去并獲得好的生物除磷效果。同時(shí)，由于在A2/O系統(tǒng)中好氧池中的有機(jī)物濃度很低，系統(tǒng)中的自養(yǎng)硝化細(xì)菌在富氧的環(huán)境中最終可以將氨氮氧化為硝酸鹽氮，并消耗一部分堿度。

2.3 化學(xué)除磷法

廢水經(jīng)過前面兩個(gè)階段處理后，總磷濃度已顯著下降到5mg/L以下，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中對總磷的要求(低于0.5mg/L)。為了使出水的總磷濃度穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，在工藝末端還應(yīng)設(shè)有強(qiáng)化化學(xué)除磷系統(tǒng)。
化學(xué)除磷是通過化學(xué)沉析過程，將無機(jī)藥劑投加到廢水中，使其沉淀加以去除的方法。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，化學(xué)除磷藥劑選用硫酸亞鐵(FeSO4)與聚合氯化鋁(PAC)相結(jié)合，藥劑的投加量會(huì)更低，也會(huì)更加節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

3、各階段除磷工藝運(yùn)行的特點(diǎn)及局限性

（1）MAP系統(tǒng)運(yùn)行的最佳的pH值約為9.0～9.5，而制膠廢水原水的pH值約為4.5～5.0，需要投加堿液調(diào)整廢水的pH值，才能達(dá)到最佳的處理效果。為了實(shí)現(xiàn)MAP反應(yīng)，需要另外投加Mg2+，MAP系統(tǒng)出水的pH值約為9.5，為了滿足后續(xù)生物處理單元對pH值的要求，需對廢水進(jìn)行反中和，以確保pH值滿足后續(xù)產(chǎn)甲烷厭氧系統(tǒng)的生物生長的要求。

（2）生物除磷的特點(diǎn)是

①生物除磷的運(yùn)行費(fèi)用相對較低；
②如果處理工藝要同時(shí)實(shí)現(xiàn)生物脫氮和生物除磷的功能，脫氮與除磷效率很難同時(shí)達(dá)到很高要求；
③生物除磷系統(tǒng)的控制要求高，當(dāng)出水總磷濃度要求高時(shí)，往往在其之后設(shè)有備用的化學(xué)除磷藥劑投加系統(tǒng)。

（3）化學(xué)除磷的特點(diǎn)

①除磷效率高、可靠性好，特別適用于出水水質(zhì)總磷要求高的場合；
②除磷過程控制簡單；
③與生物除磷相比，增加化學(xué)藥劑費(fèi)用。