磷污染处理技术的研究进展

高教成

摘 要：磷是生物体内所必需的元素，同时又是导致水体富营养化的主要原因。水体中的磷污染主要来源于外源性磷和内源性磷，大量合成洗涤剂的使用已成为城市废水中磷污染的主要来源。该文浅述了磷污染的处理技术，主要包括生物法、化学沉淀法和结晶法，还有吸附法、人工湿地法等，并介绍了各种除磷工艺的原理、影响因素及其应用范围等。

关键词：磷污染 废水除磷 去除率

中图分类号：X71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（b）-0064-02

磷作为一种营养物质，是构成蛋白质、核酸和脂肪的重要组成成分，是生物体内所必需的元素，同时又是导致水体富营养化的主要原因。当水体中总磷浓度大于0.02 mg/L时，通常会引起水体产生富营养化现象。据有关报道，我国主要水体（湖泊、水库等）目前磷污染较严重，富营养化问题较突出。其中，国控监测重点水体（湖泊、水库等）呈现中度富营养状态的占7.7%。

1 磷污染来源及危害性

水体中的磷污染分为外源性磷污染和内源性磷污染。其中，外源性磷污染可分为点源和非点源两种，内源性磷污染可向水体中进行释放，为富磷底质中的磷。据有关调查研究，我国一些主要的富营养湖泊中约63.9%磷污染来源于城市废水，城市废水中有一半的磷来自于合成洗涤剂的使用。因此，大量地使用合成洗涤剂，会增加水体中的磷含量，这已成为城市废水中主要的磷污染源。

磷污染最直接的危害是产生水体富营养化现象，主要表现为水体中藻类的大量繁殖，使水体应有的净化功能丧失，影响人类的生产和生活环境。水体富营养化现象的形成危害大、历时短，表现为：水体生态系统平衡遭到严重的破坏，藻类缺氧腐烂，水体产生异味，感官性能恶化；城镇水厂滤池容易受堵塞，过滤效率降低，大幅度增加制水成本，消毒会生成三卤甲烷等“三致”物质，供水水质恶化，影响居民的饮水安全；水体溶解氧含量降低，大量鱼类死亡，水产养殖业将受到很大影响。

鉴于磷污染的严重危害性，防止磷污染、控制水体磷排放，对于保护水环境具有重要的意义。我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定，出水中总磷限值为0.5 mg/L（一级A标准）。

2 磷污染的处理技术

磷污染的处理技术是当前水处理中亟待解决的重点和难点。磷污染的处理技术主要包括生物法、化学沉淀法、结晶法、吸附法、人工湿地法等。

2.1 生物法

生物法去除废水中磷的基本原理可分为两类：一类是传统生物法除磷，其在厌氧的反应条件下，采用聚磷菌（PAO）来释放磷，然后在好氧的反应条件下，过量地吸收磷，同时通过周期性地排出富磷污泥，来实现废水生物除磷的目的；另一类是反硝化除磷，其在厌氧的反应条件下，采用反硝化聚磷菌（DPB）来释放磷，然后采用电子受体（亚硝态氮、硝态氮），在缺氧的反应条件下过量地吸收磷，硝态氮被还原为氮气，来实现废水生物除磷和反硝化的目的。一般条件下，废水生物除磷的工艺包括：A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺等，以及在常用工艺的基础上的UCT工艺、Phoredox工艺、A2N工艺等。

高志广等[1]以实际污水为研究对象，考察厌氧条件下生物除磷的效果，并探讨水力停留时间HRT对A/O工艺除磷效果的影响。研究表明，厌氧水力停留时间不宜过短（小于1.3 h）或过长（大于2.5 h），水力停留时间过短或过长，都不利于A/O工艺生物稳定除磷效果。水力停留时间取决于进水有机物的含量和聚磷菌的性能，以PHAs的合成量最大用来控制最佳A/O工艺除磷最佳的水力停留时间。

生物法废水除磷运行费用低，在一般情况下可将废水中90%的磷去除，但是其去除磷的稳定性较差，易受运行条件和进水水质的影响，而且较依赖于废水中的有机物浓度。当废水進水中有机物浓度较低或磷浓度大于10.0 mg/L时，由于处理完出水中磷往往难以达标，因此通常辅以化学法除磷。

2.2 化学沉淀法

化学沉淀法去除废水中磷，是采用化学药剂（铁盐、铝盐等）与废水中的磷酸盐反应，生成磷酸盐沉淀物，进而通过固液分离，来实现废水中化学除磷的目的。通常，化学沉淀法除磷的金属盐有硫酸亚铁、硫酸铝、石灰等。根据化学药剂的投加点不同，化学沉淀除磷工艺包括：同步化学沉淀、前置（后置）化学沉淀、后继接触过滤。

汪辉等[2]研究不同的无机高分子化学药剂对实际生活污水中磷去除的效果。在所试条件下，其对生活污水中磷的去除效果依