首先(xian)了解磷。
一、磷在廢水(shui)中存在的形式是什么?
磷是一種活潑元素，在自然界中不以游離狀態存在，而是以含磷有機物、無機磷化合物及還原態PH3這三種狀態存在。污水處理中含磷化合物(wu)可分為(wei)有機(ji)磷與(yu)無(wu)機(ji)磷兩類。
無機(ji)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)幾乎(hu)都以各種磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)鹽(yan)形式存在，包括正磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)鹽(yan)、偏磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)鹽(yan)、磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)氫(qing)鹽(yan)、磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)二氫(qing)鹽(yan)，以及(ji)聚合磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)鹽(yan)如焦(jiao)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)鹽(yan)、三磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)鹽(yan)等。有(you)(you)機(ji)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)大多是有(you)(you)機(ji)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)農藥，如樂(le)果、甲基(ji)對(dui)硫磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)、乙(yi)基(ji)對(dui)硫磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)、馬拉硫磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)等構成，他們大多呈膠體和(he)顆粒狀(zhuang)，不溶于(yu)(yu)水，易(yi)溶于(yu)(yu)有(you)(you)機(ji)溶劑(ji)。可溶性有(you)(you)機(ji)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)只占30%左右，多以葡(pu)萄糖-6-磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)、2-磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)-甘油酸(suan)及(ji)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)肌酸(suan)等形式存在。溶解磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)占總(zong)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)的1/3左右，PO43--P磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)中大分子磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)占40%。
二、磷是怎(zen)樣轉化(hua)的(de)?影(ying)響因素(su)有哪(na)些?
水(shui)體中(zhong)的(de)(de)(de)可溶(rong)(rong)性磷(lin)(lin)很容易與(yu)Ca2+、Fe3+、Al3+等離子生(sheng)成難(nan)溶(rong)(rong)性沉(chen)淀物，例(li)如(ru)AIPO4、FePO4等，沉(chen)積(ji)于(yu)(yu)水(shui)體底(di)部成為(wei)底(di)泥(ni)。聚(ju)積(ji)于(yu)(yu)底(di)泥(ni)中(zhong)的(de)(de)(de)磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)存在形式和數量，一方(fang)(fang)面決定(ding)于(yu)(yu)污染(ran)物輸(shu)入和通過(guo)地表與(yu)地下徑流(liu)的(de)(de)(de)排出情況;另(ling)一方(fang)(fang)面決定(ding)于(yu)(yu)水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)磷(lin)(lin)與(yu)底(di)泥(ni)中(zhong)的(de)(de)(de)磷(lin)(lin)之間(jian)的(de)(de)(de)交換情況。沉(chen)積(ji)物中(zhong)的(de)(de)(de)磷(lin)(lin)通過(guo)顆(ke)粒態磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)懸(xuan)浮和水(shui)流(liu)的(de)(de)(de)湍(tuan)流(liu)擴散再度(du)被(bei)稀釋到(dao)上層(ceng)水(shui)體中(zhong)，或者當沉(chen)積(ji)物中(zhong)的(de)(de)(de)可溶(rong)(rong)性磷(lin)(lin)大(da)大(da)超過(guo)水(shui)體中(zhong)磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)時，則可能(neng)重新(xin)釋放到(dao)水(shui)體中(zhong)。
在水(shui)中(zhong)，磷(lin)(lin)離(li)子以(yi)(yi)HPO42ˉ還是以(yi)(yi)H2PO4ˉ形式(shi)存在取決于pH值(zhi)，當pH值(zhi)在2～7時，水(shui)中(zhong)磷(lin)(lin)酸鹽(yan)離(li)子多數以(yi)(yi)H2PO4ˉ形式(shi)存在，而(er)pH值(zhi)在7～12時，則(ze)水(shui)中(zhong)的(de)磷(lin)(lin)酸鹽(yan)離(li)子多數以(yi)(yi)HPO42ˉ形式(shi)存在。所有含(han)磷(lin)(lin)化(hua)合物(wu)都是首先轉化(hua)為(wei)正磷(lin)(lin)酸鹽(yan)(PO43ˉ)后，再轉化(hua)為(wei)其他(ta)形式(shi)。此時測定PO的(de)含(han)量，測定結果即是總磷(lin)(lin)的(de)含(han)量。
然后如何除去廢水(shui)中的(de)磷？
常規的(de)(de)(de)生物(wu)處理(li)法(fa)通過(guo)剩余(yu)污泥排放和(he)處理(li)可以(yi)從廢水(shui)中去除部分磷(lin)(lin)，一(yi)些特(te)殊工藝或經過(guo)調整運行(xing)方式(shi)以(yi)后具有(you)除磷(lin)(lin)功能的(de)(de)(de)普(pu)通工藝可以(yi)取(qu)得較(jiao)好的(de)(de)(de)除磷(lin)(lin)效果，具體方法(fa)有(you)A/O，A2/O、SBR、氧化溝等。但(dan)生物(wu)處理(li)法(fa)的(de)(de)(de)除磷(lin)(lin)效果有(you)限，當(dang)磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)排放標準很高(gao)時(shi)，往往需要使用(yong)化學除磷(lin)(lin)或將(jiang)生物(wu)法(fa)與化學除磷(lin)(lin)結(jie)合(he)起來使用(yong)。
化(hua)學除磷(lin)(lin)是向水(shui)中投加化(hua)學藥(yao)劑(ji)，生成不(bu)溶性(xing)的磷(lin)(lin)酸(suan)鹽(yan)，然后再(zai)利用(yong)(yong)沉(chen)淀、氣浮或過濾等方(fang)法將磷(lin)(lin)從(cong)污水(shui)中除去(qu)。用(yong)(yong)于(yu)化(hua)學除磷(lin)(lin)的常用(yong)(yong)藥(yao)劑(ji)有石灰，鋁(lv)鹽(yan)和鐵鹽(yan)等三大類。
三、氣浮機去除磷
氣浮機去除(chu)磷就是利(li)用化學法(fa)去除(chu)磷。
1、石灰除磷
石(shi)灰(hui)除磷(lin)(lin)是投加石(shi)灰(hui)與(yu)磷(lin)(lin)酸鹽反應生成羥基磷(lin)(lin)灰(hui)石(shi)沉(chen)淀。
由于(yu)石(shi)灰(hui)(hui)進入水中(zhong)后(hou)，首先與(yu)水的堿(jian)(jian)度反(fan)(fan)應生(sheng)成(cheng)碳酸(suan)鈣沉淀，然后(hou)過量的鈣離(li)子才能與(yu)磷(lin)酸(suan)鹽反(fan)(fan)應生(sheng)成(cheng)羥基磷(lin)灰(hui)(hui)石(shi)沉淀，因此所需(xu)的石(shi)灰(hui)(hui)量主要取決(jue)于(yu)待處理廢水的堿(jian)(jian)度，而不是廢水的磷(lin)酸(suan)鹽含量。
另外，廢水的(de)鎂硬(ying)度也是影響石(shi)灰(hui)(hui)除(chu)磷的(de)因素。因為在高pH值(zhi)條件下，生成的(de)Mg（OH）2沉(chen)淀是膠體沉(chen)淀，不但(dan)消耗(hao)石(shi)灰(hui)(hui)，而且(qie)不利于污泥脫水。
pH對(dui)石(shi)灰(hui)除(chu)磷的(de)影響很大，隨(sui)著pH升高，羥基磷灰(hui)石(shi)的(de)溶解度急劇(ju)下降(jiang)，即磷的(de)去除(chu)率增加，pH大于9.5后，水中(zhong)所有磷酸鹽(yan)都轉為不溶性的(de)沉淀。一般控制pH在9.5~10之(zhi)間除(chu)磷效(xiao)果(guo)最好。
不同(tong)廢水的石灰量投加應該通過實驗(yan)確定。
石(shi)灰(hui)除(chu)磷的具體方法有三種。一是(shi)在(zai)污水廠初沉池之前(qian)投(tou)加(jia)，而是(shi)在(zai)污水生物(wu)處(chu)理(li)之后(hou)的二沉池投(tou)加(jia)，三是(shi)在(zai)生物(wu)處(chu)理(li)系統(tong)之后(hou)投(tou)加(jia)石(shi)灰(hui)并配有再(zai)碳(tan)酸化系統(tong)。
2、鋁鹽除磷
鋁(lv)鹽除(chu)磷的(de)常(chang)用藥劑是硫酸(suan)(suan)鋁(lv)和硫酸(suan)(suan)鈉。不同的(de)是投(tou)加(jia)硫酸(suan)(suan)鋁(lv)會(hui)降低廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)pH，而投(tou)加(jia)硫酸(suan)(suan)鈉會(hui)提(ti)高廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)pH。因此硫酸(suan)(suan)鋁(lv)和硫酸(suan)(suan)鈉分別適(shi)用于處理(li)堿性(xing)和酸(suan)(suan)性(xing)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)。
鋁鹽的投加比較靈活，可以在初沉池前投加，也可以在曝氣池中(zhong)投(tou)(tou)(tou)加(jia)，或者在曝(pu)氣池和二沉池之(zhi)間投(tou)(tou)(tou)加(jia)，還可以將化學除磷與生(sheng)物(wu)處理(li)系統分開，以二沉池出水(shui)為原(yuan)水(shui)投(tou)(tou)(tou)加(jia)鋁(lv)鹽(yan)進行混凝過濾(lv)、或在濾(lv)池前投(tou)(tou)(tou)加(jia)鋁(lv)鹽(yan)進行微絮凝過濾(lv)。
在初沉池(chi)前投(tou)加，可以提(ti)高初沉池(chi)對有機物和(he)SS的去除率，在曝氣池(chi)和(he)二沉池(chi)之間投(tou)加，渠道或者管道的湍流有助(zhu)于改善藥劑的混合效果，在生物處(chu)理(li)系統(tong)之后投(tou)加，因生物處(chu)理(li)對磷的水(shui)解作用可以使(shi)除磷效果更好。
由于(yu)受廢水(shui)堿度和有(you)機物的影(ying)響，除磷的化學反(fan)應是一個(ge)復雜(za)的過(guo)程，因此鋁鹽(yan)的最佳投(tou)加量不能按計算確定，必須(xu)經過(guo)試驗確定。
3、鐵鹽除磷
三氯(lv)化鐵、氯(lv)化亞(ya)鐵、硫酸亞(ya)鐵、硫酸鐵等都可(ke)以用來除磷(lin)，常用的是三氯(lv)化鐵。
與鋁鹽(yan)相似(si)，大量三氯化鐵(tie)要滿(man)足(zu)與堿度反應生(sheng)成的(de)Fe（OH）3，以此促進膠(jiao)體磷酸(suan)鐵(tie)的(de)沉(chen)淀分離。磷酸(suan)鐵(tie)沉(chen)淀的(de)最佳pH范圍(wei)是4.5~5.0，實際應用(yong)中(zhong)pH值在7左右甚至超過7，仍有(you)較好的(de)除(chu)磷效(xiao)果(guo)。
城市廢水投加大約45~90mg/L三氯化鐵，可(ke)去(qu)除磷85%~90%。和鋁鹽一(yi)樣，鐵鹽投加點可(ke)以在預(yu)處(chu)理(li)、二級處(chu)理(li)或三級處(chu)理(li)階段。
但是化學除磷會產生(sheng)一些問題：
1、化(hua)學(xue)除磷最(zui)大(da)的問題是會使污(wu)水處理污(wu)泥量(liang)顯著增加。
因為(wei)在(zai)(zai)除磷(lin)時產(chan)生(sheng)的金(jin)屬(shu)磷(lin)酸鹽和金(jin)屬(shu)氫氧化(hua)物以懸浮固體的形式存(cun)在(zai)(zai)于水中，最終變(bian)成污(wu)泥(ni)。在(zai)(zai)初(chu)沉(chen)池前(qian)投(tou)加金(jin)屬(shu)鹽，初(chu)沉(chen)池污(wu)泥(ni)增(zeng)(zeng)加60%~100%，整個(ge)污(wu)水處理廠污(wu)泥(ni)量會(hui)增(zeng)(zeng)加60%~70%.在(zai)(zai)二級(ji)處理過程中投(tou)加金(jin)屬(shu)鹽，剩余(yu)污(wu)泥(ni)量增(zeng)(zeng)加35%~45%.
2、化學除磷(lin)會使污泥濃度降低20%左右，因此(ci)污泥體積加大，從而增(zeng)加了污泥處理與處置的難度。
3、使(shi)用化學(xue)除磷(lin)時(shi)，出(chu)水可溶(rong)性固(gu)(gu)體含量增加。若固(gu)(gu)液分離不好(hao)時(shi)，鐵鹽除磷(lin)會使(shi)出(chu)水呈微(wei)紅(hong)色。
