磷是植物和動(dòng)物生長(zhǎng)的基本養(yǎng)料,并和氮一樣通過(guò)分解和光合作用而循環(huán)。隨著人類活動(dòng)的不斷增加 ,大量富含氮磷的生活污水、工業(yè)廢水和含農(nóng)藥、化肥的農(nóng)田徑流排入湖泊、河流、海洋等水體引起水體富營(yíng)養(yǎng)化。
水體的富營(yíng)養(yǎng)化,不僅會(huì)破壞水體生態(tài)平衡,對(duì)水體環(huán)境造成污染,還會(huì)使水體正常的溶解氧平衡遭到惡化,同時(shí)還會(huì)造成供水質(zhì)量的降低以及工業(yè)用水設(shè)備中微生物的繁殖,形成生物垢和腐蝕。因此從廢水中去除磷至關(guān)重要。
磷的污染源除了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用花園肥料、生活污水排放之外,主要就是工業(yè)企業(yè)含磷污水的排放,如電鍍行業(yè)、以PCl3為原料的化工企業(yè)、含磷農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)或農(nóng)藥中間體生產(chǎn)企業(yè)、磷系列阻燃劑生產(chǎn)企業(yè)、金屬表面處理行業(yè)、醫(yī)藥中間體生產(chǎn)企業(yè),某些使用磷酸鹽或聚合磷酸卦作為化學(xué)反應(yīng)催化劑的生產(chǎn),以及酒類及酒精等食品生產(chǎn)加工企業(yè)等。
在污水中,磷主要以正磷酸鹽離子、聚合磷酸鹽或縮合磷酸鹽及有機(jī)磷化合物的形式出現(xiàn)。磷的主要形式為正磷酸鹽,它能以不同的化學(xué)形式出現(xiàn),隨污水的pH值而定。
對(duì)城市污水通常的pH范圍(接近中性)來(lái)講,正磷酸鹽的主要形式是HPO42-。在水溶液中,聚合磷酸鹽逐漸水解成正鹽的形式。提高溫度,降低pH或者存在細(xì)菌酶時(shí)將加速此化學(xué)還原速度。在污水生物處理過(guò)程中,有機(jī)磷轉(zhuǎn)化成正磷酸鹽,聚合磷酸鹽也被水解成正鹽形式。
去除廢水中的磷,首先將溶解性磷(磷酸鹽)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為不溶性懸?。w粒)性狀態(tài),然后通過(guò)固液分離將磷從污水中除去。具體去除方法主要是化學(xué)除磷和生物除磷。
化學(xué)除磷是向污水中投加化學(xué)藥劑,使水中磷酸根離子生成難溶性鹽,形成絮凝體后與水分離,從而去除污水中所含的磷。常用的方法是投加無(wú)機(jī)金屬鹽藥劑如鐵鹽、鋁鹽或鈣鹽,與可溶性磷酸鹽反應(yīng)生成磷酸鐵、磷酸鋁、磷酸鈣等溶度積小的化合物。
化學(xué)沉淀除磷工藝雖除磷效率相對(duì)較高,但消耗化學(xué)藥劑并產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥,處理成本相對(duì)昂貴,并且處理精度和穩(wěn)定性較差。
生物除磷法是使磷以溶解態(tài)為微生物所攝取。 與微生物成一體,并隨同微生物從污水中分離的除磷方法。它利用聚磷菌(PAB)一類的細(xì)菌, 過(guò)量地、超出其生理需要地從外部攝取磷,并將其以聚合形態(tài)貯藏在體內(nèi),形成高磷污泥,排出系統(tǒng),達(dá)到從廢水中除磷有效果。傳統(tǒng)的生物處理工藝操作簡(jiǎn)單,但磷去除效率較低。