磷作为污水处理的排放指标之一，受到了广大水处理污师们的关注。如果一个污水厂出水磷不达标，恐怕水处理负责人是要寝食难安的。也经常有小伙伴向我咨询关于水处理设备除磷的问题，那么今天就跟大家探讨一下。
如何除去废水中的磷？
常规的生物处理法通过剩余污泥排放和处理可以从废水中去除部分磷，一些特殊工艺或经过调整运行方式以后具有除磷功能的普通工艺可以取得较好的除磷效果，具体方法有A/O，A²/O、SBR、氧化沟等。但生物处理法的除磷效果有限，当磷的排放标准很高时，往往需要使用化学除磷或将生物法与化学除磷结合起来使用。
化学除磷是向水中投加化学药剂，生成不溶性的磷酸盐，然后再利用沉淀、气浮或过滤等方法将磷从污水中除去。用于化学除磷的常用药剂有石灰，铝盐和铁盐等三大类。
石灰除磷是投加石灰与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀。
由于石灰进入水中后，首先与水的碱度反应生成碳酸钙沉淀，然后过量的钙离子才能与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀，因此所需的石灰量主要取决于待处理废水的碱度，而不是废水的磷酸盐含量。
另外，废水的镁硬度也是影响石灰除磷的因素。因为在高pH值条件下，生成的Mg（OH）2沉淀是胶体沉淀，不但消耗石灰，而且不利于污泥脱水。
pH对石灰除磷的影响很大，随着pH升高，羟基磷灰石的溶解度急剧下降，即磷的去除率增加，pH大于9.5后，水中所有磷酸盐都转为不溶性的沉淀。一般控制pH在9.5~10之间除磷效果好。 不同废水的石灰量投加应该通过实验确定。
石灰除磷的具体方法有三种。一是在污水厂初沉池之前投加，而是在污水生物处理之后的二沉池投加，三是在生物处理系统之后投加石灰并配有再碳酸化系统。
铝盐除磷的常用药剂是硫酸铝和铝酸钠。不同的是投加硫酸铝会降低废水的pH，而投加铝酸钠会提高废水的pH。因此硫酸铝和铝酸钠分别适用于处理碱性和酸性废水。
铝盐的投加比较灵活，可以在初沉池前投加，也可以在曝气池中投加，或者在曝气池和二沉池之间投加，还可以将化学除磷与生物处理系统分开，以二沉池出水为原水投加铝盐进行混凝过滤、或在滤池前投加铝盐进行微絮凝过滤。
在初沉池前投加，可以提高初沉池对有机物和SS的去除率，在曝气池和二沉池之间投加，渠道或者管道的湍流有助于改善药剂的混合效果，在生物处理系统之后投加，因生物处理对磷的水解作用可以使除磷效果更好。
由于受废水碱度和有机物的影响，除磷的化学反应是一个复杂的过程，因此铝盐的佳投加量不能按计算确定，必须经过试验确定。
三氯化铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁等都可以用来除磷，常用的是三氯化铁。
与铝盐相似，大量三氯化铁要满足与碱度反应生成的Fe（OH）3，以此促进胶体磷酸铁的沉淀分离。磷酸铁沉淀的佳pH范围是4.5~5.0，实际应用中pH值在7左右甚至超过7，仍有较好的除磷效果。
城市废水投加大约45~90mg/ L三氯化铁，可去除磷85%~90%。和铝盐一样，铁盐投加点可以在预处理、二级处理或三级处理阶段。
污水生物除磷的原理就是人为创造生物超量除磷过程，实现可控的除磷效果。整个过程必须通过创造厌氧环节利用厌氧微生物的作用来实现生物除磷过程。
1）厌氧条件下释磷
在没有溶解氧或硝态氮存在的条件下，兼性细菌通过发酵作用将可溶性BOD5转化为低分子挥发性有机酸VFA。聚磷菌吸收这些发酵产物或来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化成胞内碳能源储存物质PHB，所需的能力来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解，并导致磷酸盐的释放。
2）好氧条件下摄磷
好氧条件下，聚磷菌的活力得到恢复，并以聚磷的形式存储超过生长所需的磷量，通过PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕集存储，磷酸盐从水中被去除。
3）富磷污泥的排放
产生的富磷污泥通过剩余污泥的形式排放，从而将磷去除。从能量角度来看，聚磷菌在无氧条件下释放磷获取能量以吸收废水中溶解性有机物，在好氧状态下降解吸收溶解性有机物获取能量以吸收磷。
除磷的关键是厌氧区的设置，可以说厌氧区是聚磷菌的生物选择器。聚磷菌能在短暂的厌氧条件下，由于非聚磷菌吸收低分子基质并快速同化和储存这些发酵产物，即厌氧区为聚磷菌提供了竞争优势。
这样一来，根据水处理厂家的经验，水处理设备能吸收大量磷的聚磷菌就能在处理系统中得到选择性增殖，并可通过排除高含磷量的剩余污泥达到除磷的目的。这种选择性增殖的另一好处是抑制了丝状菌的增殖，避免了产生沉淀性能较差的污泥的可能，因此厌氧/好氧生物除磷工艺一般不会出现污泥膨胀。
废水生物除磷包括厌氧释磷和好氧摄磷两个过程，因此废水生物除磷的工艺流程由厌氧和好氧两个部分组成。按照磷的终去除方式和构筑物的组成，除磷工艺流程可分为主流程除磷工艺和侧流程除磷工艺。 主流除磷工艺的厌氧段在处理污水的水流方向上，磷的终去除通过剩余污泥排放，典型的方法有厌氧/好氧（A/O）工艺，其他方法有厌氧/缺氧/好氧（A/²O）工艺、Phoredox工艺、UTC工艺、VIP工艺以及SBR工艺、氧化沟工艺等。 侧流工艺的厌氧段不在处理污水的水流方向上，而是在回流污泥的侧流上，具体方法是将部分含磷回流污泥分流到厌氧段释放磷，再用石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。
1）厌氧段是生物除磷关键的环节，其容积一般按0.5~2h的水力停留时间确定，如果进水中容易生物降解的有机物含量较高，应当设法减少水力停留时间，以保证好氧段进水的BOD5含量。
2）如果磷的排放标准很高，而所选的除磷工艺不能满足出水要求，可以增加化学除磷或者过滤处理去除水中残留的低含量磷。
3）生物除磷工艺的机理是将溶解转移到活性污泥生物细胞中，通过剩余污泥的排放从系统中除去。在污泥的处理过程中，如果出现厌氧状态，剩余污泥中的磷就睡重新释放出来。
4）泥龄是影响生物脱氮除磷的主要因素，脱氮要求越高，所需泥龄越长。而泥龄越长，对除磷越不利。尤其是在进水BOD5/TP小于20时，泥龄越短越好。 但如果进水BOD5偏低，活性污泥增长缓慢，就不可能将泥龄控制的太短，此时必须进行化学除磷。
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