首先了解磷。
一、磷在廢水中存在的(de)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(lin)化合物可(ke)分為有機磷(lin)與(yu)無(wu)機磷(lin)兩類。
無(wu)機磷(lin)(lin)幾乎都以各種磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽形式存在(zai)，包括(kuo)正磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽、偏磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽、磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)氫(qing)鹽、磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)二(er)氫(qing)鹽，以及聚合磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽如焦(jiao)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽、三磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽等。有機磷(lin)(lin)大多是有機磷(lin)(lin)農藥，如樂果、甲(jia)基對(dui)(dui)硫(liu)磷(lin)(lin)、乙基對(dui)(dui)硫(liu)磷(lin)(lin)、馬拉硫(liu)磷(lin)(lin)等構(gou)成(cheng)，他(ta)們大多呈膠體和顆粒(li)狀，不(bu)溶于(yu)水(shui)，易(yi)溶于(yu)有機溶劑。可(ke)溶性(xing)有機磷(lin)(lin)只占(zhan)30%左右，多以葡萄糖(tang)-6-磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)、2-磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)-甘油酸(suan)(suan)(suan)及磷(lin)(lin)肌酸(suan)(suan)(suan)等形式存在(zai)。溶解磷(lin)(lin)占(zhan)總磷(lin)(lin)的1/3左右，PO43--P磷(lin)(lin)中(zhong)大分子磷(lin)(lin)占(zhan)40%。
二、磷是怎樣轉化(hua)的(de)?影(ying)響因素有哪些?
水(shui)(shui)(shui)體(ti)中(zhong)(zhong)的可溶(rong)性(xing)磷(lin)很容(rong)易與Ca2+、Fe3+、Al3+等離子生成(cheng)難(nan)溶(rong)性(xing)沉(chen)(chen)淀物(wu)，例(li)如AIPO4、FePO4等，沉(chen)(chen)積于(yu)水(shui)(shui)(shui)體(ti)底(di)(di)部成(cheng)為底(di)(di)泥。聚(ju)積于(yu)底(di)(di)泥中(zhong)(zhong)的磷(lin)的存在形式和(he)數量，一(yi)方面決定于(yu)污染物(wu)輸入和(he)通過(guo)地(di)表與地(di)下徑流(liu)的排出情(qing)(qing)況(kuang);另一(yi)方面決定于(yu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的磷(lin)與底(di)(di)泥中(zhong)(zhong)的磷(lin)之間的交(jiao)換情(qing)(qing)況(kuang)。沉(chen)(chen)積物(wu)中(zhong)(zhong)的磷(lin)通過(guo)顆(ke)粒態磷(lin)的懸浮和(he)水(shui)(shui)(shui)流(liu)的湍流(liu)擴散再度被稀釋(shi)到上層水(shui)(shui)(shui)體(ti)中(zhong)(zhong)，或者當(dang)沉(chen)(chen)積物(wu)中(zhong)(zhong)的可溶(rong)性(xing)磷(lin)大大超過(guo)水(shui)(shui)(shui)體(ti)中(zhong)(zhong)磷(lin)的濃度時，則可能重新釋(shi)放到水(shui)(shui)(shui)體(ti)中(zhong)(zhong)。
在水中，磷(lin)離子以(yi)HPO42ˉ還是以(yi)H2PO4ˉ形式(shi)存在取決于pH值，當pH值在2～7時，水中磷(lin)酸(suan)(suan)鹽(yan)離子多數(shu)以(yi)H2PO4ˉ形式(shi)存在，而pH值在7～12時，則(ze)水中的(de)磷(lin)酸(suan)(suan)鹽(yan)離子多數(shu)以(yi)HPO42ˉ形式(shi)存在。所有含磷(lin)化合物都是首先轉化為正磷(lin)酸(suan)(suan)鹽(yan)(PO43ˉ)后(hou)，再(zai)轉化為其他(ta)形式(shi)。此時測定(ding)PO的(de)含量(liang)(liang)，測定(ding)結果即是總磷(lin)的(de)含量(liang)(liang)。
然后如(ru)何除去(qu)廢水中的磷(lin)？
常規的生(sheng)物處(chu)(chu)理法通過剩余污泥排放和(he)處(chu)(chu)理可(ke)以從廢水中(zhong)去除部(bu)分磷(lin)，一些(xie)特殊(shu)工(gong)藝或(huo)經過調(diao)整運(yun)行方式以后具有除磷(lin)功能的普(pu)通工(gong)藝可(ke)以取得較(jiao)好的除磷(lin)效果，具體方法有A/O，A2/O、SBR、氧(yang)化(hua)溝等。但(dan)生(sheng)物處(chu)(chu)理法的除磷(lin)效果有限(xian)，當(dang)磷(lin)的排放標(biao)準(zhun)很高時(shi)，往往需要使用化(hua)學(xue)除磷(lin)或(huo)將(jiang)生(sheng)物法與(yu)化(hua)學(xue)除磷(lin)結(jie)合起來使用。
化(hua)學除磷是向水中(zhong)投加化(hua)學藥劑，生成不溶性(xing)的(de)(de)磷酸(suan)鹽(yan)，然(ran)后再利用(yong)沉淀、氣浮或(huo)過濾(lv)等方法將(jiang)磷從(cong)污(wu)水中(zhong)除去。用(yong)于化(hua)學除磷的(de)(de)常(chang)用(yong)藥劑有(you)石(shi)灰，鋁鹽(yan)和鐵鹽(yan)等三大類(lei)。
三、氣浮機去除磷
氣浮機去除磷(lin)就是(shi)利用(yong)化學法去除磷(lin)。
1、石灰除磷
石灰除磷是(shi)投加石灰與磷酸鹽反(fan)應生成(cheng)羥(qian)基(ji)磷灰石沉(chen)淀(dian)。
由于(yu)石灰進入水(shui)(shui)中(zhong)后，首先與(yu)(yu)水(shui)(shui)的(de)(de)堿度反應生成(cheng)碳酸(suan)鈣沉淀，然后過量(liang)的(de)(de)鈣離子才能與(yu)(yu)磷酸(suan)鹽(yan)反應生成(cheng)羥基(ji)磷灰石沉淀，因此(ci)所(suo)需的(de)(de)石灰量(liang)主要取(qu)決于(yu)待處(chu)理廢(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)堿度，而不是廢(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)磷酸(suan)鹽(yan)含量(liang)。
另外，廢水的(de)鎂硬度也(ye)是影響石灰(hui)除磷(lin)的(de)因素。因為在高pH值(zhi)條件下，生成的(de)Mg（OH）2沉(chen)淀(dian)是膠體沉(chen)淀(dian)，不但消(xiao)耗(hao)石灰(hui)，而(er)且不利于污(wu)泥脫水。
pH對石灰除(chu)磷的影響(xiang)很大(da)，隨著(zhu)pH升高，羥基磷灰石的溶解度(du)急劇下降，即磷的去除(chu)率增加，pH大(da)于9.5后，水(shui)中所有磷酸鹽都轉為不溶性的沉(chen)淀。一般控制pH在9.5~10之間除(chu)磷效果最好。
不同廢水的石灰量投(tou)加(jia)應該通過實驗確定。
石灰(hui)除磷的具體方法有三種。一是在污(wu)水(shui)廠初(chu)沉池(chi)之(zhi)前(qian)投加(jia)，而是在污(wu)水(shui)生物處理之(zhi)后(hou)的二沉池(chi)投加(jia)，三是在生物處理系統之(zhi)后(hou)投加(jia)石灰(hui)并(bing)配有再碳酸化系統。
2、鋁鹽除磷
鋁鹽除磷(lin)的(de)(de)常用(yong)藥劑是(shi)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁和(he)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)。不(bu)同的(de)(de)是(shi)投(tou)(tou)加(jia)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁會(hui)(hui)降低廢(fei)水(shui)的(de)(de)pH，而投(tou)(tou)加(jia)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)會(hui)(hui)提高廢(fei)水(shui)的(de)(de)pH。因(yin)此硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁和(he)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)分(fen)別適用(yong)于(yu)處理(li)堿性(xing)和(he)酸(suan)(suan)(suan)(suan)性(xing)廢(fei)水(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(chi)中(zhong)投(tou)加(jia)，或(huo)者在(zai)曝氣(qi)池(chi)和二(er)沉池(chi)之間投(tou)加(jia)，還可(ke)以(yi)將化學除磷(lin)與(yu)生物處(chu)理系統分開，以(yi)二(er)沉池(chi)出水為(wei)原水投(tou)加(jia)鋁鹽進行混凝(ning)過(guo)(guo)濾、或(huo)在(zai)濾池(chi)前投(tou)加(jia)鋁鹽進行微絮(xu)凝(ning)過(guo)(guo)濾。
在初(chu)沉池前(qian)投加，可以提高初(chu)沉池對有機(ji)物(wu)和(he)SS的去除率，在曝(pu)氣池和(he)二沉池之間(jian)投加，渠道或(huo)者管道的湍流有助于改善藥劑的混合效果(guo)，在生(sheng)物(wu)處理(li)系(xi)統之后(hou)投加，因生(sheng)物(wu)處理(li)對磷(lin)的水解作(zuo)用可以使(shi)除磷(lin)效果(guo)更好。
由(you)于受廢水堿度和有機物的(de)(de)影響，除磷(lin)的(de)(de)化學(xue)反應是一個(ge)復(fu)雜的(de)(de)過程(cheng)，因此鋁鹽(yan)的(de)(de)最佳投加量不能按(an)計算確(que)定，必須經過試驗確(que)定。
3、鐵鹽除磷
三(san)氯化鐵(tie)、氯化亞鐵(tie)、硫酸亞鐵(tie)、硫酸鐵(tie)等都可以用(yong)來除磷，常用(yong)的是三(san)氯化鐵(tie)。
與鋁鹽相似(si)，大量三氯(lv)化鐵(tie)要滿足與堿(jian)度反應生(sheng)成的Fe（OH）3，以此促進膠體磷酸鐵(tie)的沉(chen)淀分離(li)。磷酸鐵(tie)沉(chen)淀的最佳pH范(fan)圍是4.5~5.0，實(shi)際應用中pH值(zhi)在(zai)7左右甚至(zhi)超(chao)過7，仍(reng)有較好的除磷效果。
城市廢水投加(jia)大約45~90mg/L三氯化鐵(tie)，可(ke)去(qu)除磷85%~90%。和鋁鹽(yan)一樣，鐵(tie)鹽(yan)投加(jia)點可(ke)以在(zai)預處理、二級(ji)(ji)處理或三級(ji)(ji)處理階段(duan)。
但是化學(xue)除磷會產生一些問題：
1、化(hua)學除磷最大的問(wen)題是會使污水處理污泥量顯(xian)著(zhu)增加。
因(yin)為(wei)在(zai)除磷(lin)時(shi)產生的金屬(shu)磷(lin)酸鹽(yan)和金屬(shu)氫氧(yang)化物以(yi)懸浮固(gu)體的形式(shi)存在(zai)于(yu)水(shui)中，最終變成污(wu)(wu)泥。在(zai)初沉(chen)池前投加(jia)金屬(shu)鹽(yan)，初沉(chen)池污(wu)(wu)泥增加(jia)60%~100%，整(zheng)個污(wu)(wu)水(shui)處理廠(chang)污(wu)(wu)泥量(liang)會增加(jia)60%~70%.在(zai)二級(ji)處理過程中投加(jia)金屬(shu)鹽(yan)，剩余污(wu)(wu)泥量(liang)增加(jia)35%~45%.
2、化學除磷會使污泥濃度降低(di)20%左右(you)，因此污泥體積加大，從而(er)增加了污泥處(chu)理與處(chu)置的(de)難度。
3、使(shi)用化(hua)學(xue)除磷時，出(chu)水(shui)可溶(rong)性固體含量增加(jia)。若固液分離不好時，鐵鹽除磷會使(shi)出(chu)水(shui)呈微紅色(se)。
