一、含磷廢水的來源

排放到湖泊中的磷大多來源于生活污水、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)過前處理。前處理的主要工序?yàn)槊撝⒘谆?，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，排入水體會造成藻類過度繁殖，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,使水質(zhì)惡化。生活污水中，80%的磷來自人體排泄，其余的來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源。

二、含磷廢水的危害

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

水體富營養(yǎng)化在湖泊、水庫表現(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導(dǎo)致魚類死亡。無法分解的有機(jī)物將沉入水底導(dǎo)致湖、庫日益淤積變淺，加速了湖泊的老化。我國內(nèi)陸與城市湖泊、水庫富營養(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?，F(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，通過好氧-厭氧條件的交替運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)除磷。生物法除磷工藝自20世紀(jì)70年代以來得到快速發(fā)展，其對廢水生化處理設(shè)備的合理利用，并可同時完成對有機(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。但是一般來說，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10mg/L時，出水很難滿足磷的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，往往需要對出水進(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，通過所貯藏的PHB代謝產(chǎn)生的能量，過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%，通過剩余污泥排放實(shí)現(xiàn)高效地除磷。

(2)、DPB原理

近年來的研究發(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，過量的從廢水中攝磷。荷蘭Delft大學(xué)近來對這種反硝化除磷現(xiàn)象進(jìn)行了進(jìn)一步研究，對其中代謝機(jī)理，動力學(xué)，化學(xué)計量學(xué)提出了假定。對于把這種工藝與活性污泥工藝結(jié)合的方法進(jìn)行了研究和評價。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)過厭氧、缺氧、好氧三個階段后，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。無嚴(yán)格的飽和吸附量，吸附等溫線較符合Fruendrich方程。化學(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)際過程既包括物理吸附，又包括化學(xué)吸附。對于天然吸附劑，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)

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