摘要：本文介绍不同除磷方法的原理及特点等，并对生物法、化学沉淀法、离子交换法、吸附法、结晶法、膜处理技术等除磷方法进行对比，结合现有工程实践对污水除磷的未来进行讨论。
关键词：除磷；除磷方法；生物法；化学沉淀
随着中国经济的稳步发展和人口的增加，近些年来我国水环境污染控制研究成为了我们在水环境保护领域课题中的严峻挑战。现阶段由于各大、中型城市污水处理厂的收集与处理措施较完善，使得各个城市地区的水环境污染得到较好的控制，但是在我国大部分农村地区，人们产生的生活污水一般未经处理就直接排放到附近的沟渠河流[1]，这种比例可高达91%以上，大大加剧了水环境的污染程度，所以农村生活污水的处理是亟不可待的问题。为了达到标准中对TP浓度的要求，国内大多数污水厂需要采用化学除磷作为生物除磷的补充，进一步降低出水总磷浓度，并作为生物除磷工艺运行不正常情况下的保证措施[2]。
1.除磷方法
溶液中的磷主要以有机磷和无机磷的形态存在，其中无机磷主要分为正磷酸盐和聚磷酸盐等，在不同的PH条件下其存在的形态以其中一种为主。污废水体中总磷的去除方法多种多样，主要包括生物法、化学沉淀法、离子交换法、吸附法、人工湿地法、膜技术处理法和土壤处理法[3]等等。根据不同的水质条件，选择的去除总磷的方法也不同，一般选择一种方法即可去除，但复杂的水质条件或者水体含有多种污染物物质等，为了提高总磷的去除率，可选择多种处理方法结合使用。
1.1生物法
生物法除磷主要是利用微生物或植物等生物将污水中的磷降解吸收，从而去除水体中的含磷物质，降低磷含量。其中除磷机理主要分为以下两种：一种为利用水体中生长的植物、微生物吸收磷元素合成自生生长所需物质，另一种则为处理污水时常用的活性污泥法，利用污泥微生物吸附降解含磷物质[4]。
污水处理中常用人工湿地法和活性污泥法，是代表第一种除磷机理和第二种机理除磷的方法。人工湿地对磷的去除是植物吸收、微生物去除和物理化学三方面共同作用的结果。废水中无机磷在植物吸收及同化作用下可变成植物的有机成分，通过植物的收割而去除。物理化学作用包括填料对磷的吸附及填料与磷酸根离子的化学反应。微生物对磷的去除包括它们对磷的正常同化和对磷的过量积累。人工湿地法具有其自身的特点，通过多种生物协同作用分解有机物，有效的去除了氮磷等营养元素。整个系统投资较少，运行费用较低，能够对周围水域环境起到调节和改善的功能[5]。
活性污泥指由微生物及微生物所吸附或者依附的物质所构成的系统的总称。典型的活性污泥法处理过程一般分为三个阶段，将含磷污染物去除的关键步骤为第二阶段[6]。在处理污水中磷元素的时候其关键作用的生物为聚磷菌。由于环境等条件因素的原因，菌体处理效果受影响大。相比较其他几种除磷方法，生物法操作简单，成本相对较低，但随着我国排放标准的逐渐提高，从以前一级B到一级A排放，单一的生物法处理污水除磷处理能力有限不能满足现有一级A排放标准，所以生物法除磷适应范围较窄，缺乏灵活性。
1.2化学沉淀法
化学沉淀法除磷是指在原水中投加相应的化学药剂，使投加的金属离子与水中的磷酸根离子发生反应，从而产生沉淀[7]。此方法常常用于污水处理的三级深度处理。在处理过程中化学药剂一般选用铁盐、铝盐、钙盐、镁盐等。化学沉淀法在处理上适用的范围较大，受环境因素影响效果较少，能够对生物法进行补充处理，效果较好，且简单易行，产生的沉淀物不会对水环境产生二次污染根据化学药剂的投加点不同化学除磷可分为前置沉淀、同步沉淀和后置沉淀三种类型。我国大多数城市污水处理厂一般采用同步投加药剂除磷，但随着我国对污水处理标准的提高，后置除磷的逐渐被应用。后置除磷虽然增加了基建费用，但是其对生化单元的影响小，药剂使用量少，并且投加的可控性强。化学除磷优化控制的目标不仅在于确保出水磷浓度始终满足排放标准，还要使化学药剂的消耗量和运行费用最小化[8]。
1.3离子交换法
离子交换法处理污水中的磷一般是通过对对交换剂上的可交换基团与废水中的磷发生交换，使污水中的磷从原水中得到去除，达到除磷的效果。
离子交换法是将过渡金属离子螯合到载体上，使磷元素在离子交换的作用下使其进入载体，在离子交换过程中，当交换离子达到饱和的时候，对树脂进行反向吸附洗脱，对磷进行了有效的回收[9]。离子交换法除磷交换剂的不同，直接影响了离子交换法处理污水的出水效果。该方法简单易行、操作方便，具有良好的发展前景，但该方法具有较高的运行费用及其再生过程复杂等因素，在实际工程运用推广中存在困难。
1.4吸附法
吸附法除磷是一种固体表面现象，它是利用具有多孔性质的空间结构的固体吸附剂将污水中的磷吸附于表面，在用合适的溶剂、加热等方法将其分解或从固体表面脱离。在使用吸附法除磷得时，处理效果取决于吸附剂的种类。吸附性能良好的吸附剂应该具有较快的吸附速率、良好的选择性与不易受其他离子干扰的性能。
1.5结晶法
结晶法除磷是指水体在碱性条件下，含有钙离子的废水以一定流态通过填料床。填料结构破坏溶液的亚稳定态，形成羟基磷酸钙在填料颗粒表面结晶，即可将磷从水体中去除。结晶法除磷一般作为强化工艺，操作简单，费用较低，出水水质较好，对水体深度除磷效果明显，但对于实际应用还有待完善。
1.6膜处理技术法
膜处理方法除磷是利用膜的选择透过性选择性的透过物质，将水体的磷去除。本方法可解决对于微生物法处理不足的方面的处理反应速率、污泥的沉降性能及剩余污泥的处理成本三方面的问题。膜处理技术适用于特定的废水处理，可回收磷酸盐易于自动化管理控制，操作简便，处理效率高，但是膜通量较小，长期使用则造成孔径堵塞，缩短寿命，不利于推广使用[10]。
小结与展望
随着社会的发展，愈发凸显的水环境问题不断升级，我们对环境的重视程度也越来高。随着实际工程运用中碰到的种种问题，相对的对污水处理除磷技术也进行了改进和创新，如今也得到了较快的发展，但是有些工艺方法费用较高或者实际运用较复杂，怎样优化工艺的运行成本和处理效果提升是我们目前的目标。
参考文献：
[1]李坤，《南方平原地区分散式农村给水排水及消防问题的研究》[D].重庆，重庆大学，2013
[2]杨超，杭俊亮，祝磊，施汉昌.《污水处理除磷加药智能化控制系统的研究》[J].海峡科技与产业，2017，212-215
[3]吉瑞娟，《化学沉淀法去除循环水中有机磷的研究》[D].山东，山东大学，2017
[4]奚旦立，孙裕生，《环境监测》.[M]北京，高等教育出版社，2010年第四版
[5]徐保林，《磷化废水除磷絮凝剂的研制与应用研究》[D].湖北，武汉理工大学，2008
[6]吉瑞娟，《化学沉淀法去除循环水中有机磷的研究》[D].山东，山东大学，2017
[7]刘涛，《巢湖源水富营养化治理新工艺研究》[D].安徽，合肥工业大学，2009
[8]罗彦章，《旁侧化学除磷-SBR工艺处理小城镇污水工艺的研究》[D].浙江，浙江大学，2011
[9]庞洪涛，邱勇，薛晓飞等.《后置沉淀化学除磷工艺的优化控制研究》[J].中国给水排水，2013，116-119
[10]吉瑞娟，《化学沉淀法去除循环水中有机磷的研究》[D].山东，山东大学，2017
论文作者:滕非,胡锦娟,王旭朝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：污水论文; 化学论文; 方法论文; 离子交换论文; 生物论文; 水体论文; 污泥论文; 《基层建设》2019年第13期论文;