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【干貨】含磷廢水怎么處理，你知道嗎？
來源：科柏盛環(huán)保 發(fā)布時(shí)間：2020-12-03
隨著*嚴(yán)厲的環(huán)保督查不斷推進(jìn)，各地不斷暴出污水排放不達(dá)標(biāo)的企業(yè)，其中磷排放不達(dá)標(biāo)也是其中一項(xiàng)重要的問題之一。為了提高大家對(duì)含磷廢水處理的不斷認(rèn)識(shí)，特推出了含磷廢水的處理方法。
1.磷的形態(tài)
按照磷在水中的存在形態(tài)，可分為次磷廢水、正磷廢水、 有機(jī)磷廢水。
次磷廢水主要產(chǎn)生于電鍍行業(yè)。在化學(xué)鍍鎳過程中，需要還原劑提供電子給鎳離子，以便鎳離子還原為鎳金屬，在大多數(shù)的化學(xué)鍍液中，多采用次磷酸鈉為還原劑，這就導(dǎo)致清洗廢水中含有磷，而且磷的狀態(tài)多為次亞磷。
我們平常說的廢水中的磷就是說的正磷酸鹽，正磷酸鹽是磷的*穩(wěn)定價(jià)態(tài)，也是我們*常見的磷酸鹽，一般的廢水中的TP主要就是正磷酸鹽，磷酸鹽的來源主要是生活中必需品、人類排泄物、自然水體、化石能源等。
但隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，有機(jī)化合物的生產(chǎn)、合成日益增多�；ぁ⒃旒�、橡膠、染料和紡織印染、農(nóng)藥、焦化、石油化工、發(fā)酵、醫(yī)藥與醫(yī)療及食品等行業(yè)排放的廢水常含有有機(jī)磷化合物，造成了環(huán)境污染、地面水體惡化，威脅著人類健康，有機(jī)磷化合物污染日益受到人們的關(guān)注。
2.含磷廢水的主要來源
2.1根據(jù)來源分類
主要來自于各種洗滌劑、工業(yè)原料、農(nóng)業(yè)肥料的生產(chǎn)過程以及人體的排泄等;
2.2根據(jù)磷的存在形態(tài)
可分為無機(jī)磷廢水(磷酸鹽、聚磷酸鹽)和有機(jī)磷廢水(含磷有機(jī)化合物混于水)。
含磷洗衣粉是含磷廢水的主要來源之一。20世紀(jì)60年代中期日本的“琵琶湖事件”引起人們對(duì)磷的富營養(yǎng)化的關(guān)注,于是洗滌劑的無磷化問題便成為研究的熱點(diǎn)。人們通過重組產(chǎn)品配方和使用4A沸石替代磷酸鹽作為主要助劑來合成無磷洗衣粉取代原來的含磷洗衣粉取得了不錯(cuò)的效果;對(duì)于農(nóng)業(yè)肥料,一部分磷被植物吸收,一部分被土壤吸附,還有一部分隨水土流失,所以在使用肥料時(shí)應(yīng)考慮到盡量減少土壤流失,可以通過綠化荒山荒漠、因地制宜科學(xué)種田、建立農(nóng)田防護(hù)林以及在江河湖泊流域建立綠化帶等手段*大限度地降低水土流失,這也是降低廢水含磷量的一個(gè)重要方面;對(duì)于人體的排泄,可以對(duì)其進(jìn)行特殊處理后用于農(nóng)業(yè)肥料。
3.含磷廢水的處理方法
目前,國內(nèi)外污水除磷技術(shù)主要有生物法、化學(xué)法兩大類。生物法如A/O、A2/O、UCT工藝,主要適合處理低濃度及有機(jī)態(tài)含磷廢水�；瘜W(xué)法主要有混凝沉淀法、結(jié)晶法、離子交換吸附法、電滲析、反滲透等工藝,主要適合處理無機(jī)態(tài)含磷廢水,其中混凝沉淀與結(jié)晶綜合處理技術(shù)可以處理高濃度含磷廢水,除磷率較高,是一種可靠的高含磷廢水處理方法。
3.1生物法
20世紀(jì)70年代美國的Spector發(fā)現(xiàn),微生物在好氧狀態(tài)下能攝取磷,而在有機(jī)物存在的厭氧狀態(tài)下放出磷。含磷廢水的生物處理方法便是在此基礎(chǔ)上逐步形成和完善起來的。目前,國外常用的生物脫磷技術(shù)主要有3種:
*,向曝氣貯水池中添加混凝劑脫磷;
第二,利用土壤處理,正磷酸根離子會(huì)與土壤中的Fe和Al的氧化物反應(yīng)或與粘土中的OH-或SiO22-進(jìn)行置換,生成難溶性磷酸化合物;
第三種方法是活性污泥法,這是目前國內(nèi)外應(yīng)用*為廣泛的一類生物脫磷技術(shù)。
生物除磷法具有良好的處理效果,沒有化學(xué)沉淀法污泥難處理的缺點(diǎn),且不需投加沉淀劑。對(duì)于二級(jí)活性污泥法工藝,不需增加大量設(shè)備,只需改變運(yùn)轉(zhuǎn)流程即可達(dá)到生物除磷的效果。但要求管理較嚴(yán)格,為了形成VFA,要保證厭氧階段的厭氧條件。
叢廣治等主持的大連開發(fā)區(qū)污水廠A/O改造實(shí)踐表明,系統(tǒng)在下列參數(shù)下可取得較好的凈化效果:BOD5負(fù)荷為0.2～0.3kg/(kgMLSS˙d),TP負(fù)荷為(2.8～3.0)×10-3kg/(kgMLSS˙d)。厭氧段容積∶好氧段容積=1∶2,厭氧段DO<0.6mg/L,好氧段DO為3～3.5mg/L,水溫12℃。出水含磷量穩(wěn)定在10mg/L以下。厭氧好氧活性污泥除磷工藝在不增加標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法基建投資和維護(hù)費(fèi)用條件下,可以較徹底地除磷,且運(yùn)行穩(wěn)定。這一工藝不但繼承了傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn),又增加了生物除磷功能。
黃理輝等主持的倒置A2/O工藝克服了A2/O工藝比較復(fù)雜以及在吸磷動(dòng)力利用方面存在明顯不足的缺點(diǎn),將厭氧、缺氧環(huán)境倒置,只利用一套污泥回流系統(tǒng)來取代原來的幾套回流系統(tǒng)。
試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于工業(yè)廢水占2/3的城市污水而言,倒置A2/O工藝在生產(chǎn)運(yùn)行中具有較高的去除有機(jī)物和脫氮除磷能力。整個(gè)工藝具有流程簡潔、能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、抗沖擊力強(qiáng)的特點(diǎn),適于老廠的改造。
3.2 化學(xué)沉淀法
通過投加化學(xué)沉淀劑與廢水中的磷酸鹽生成難溶沉淀物,可把磷分離出去,同時(shí)形成的絮凝體對(duì)磷也有吸附去除作用。常用的混凝沉淀劑有石灰、明礬、氯化鐵,石灰與氯化鐵的混合物等。影響此類反應(yīng)的主要因素是pH、濃度比、反應(yīng)時(shí)間等。
為了降低廢水的處理成本,提高處理效果,學(xué)者們在研制開發(fā)新型廉價(jià)高效化學(xué)沉淀劑方面做了大量工作。王光輝發(fā)現(xiàn),原水含磷10mg/L時(shí),投加300mg/L的Al2(SO4)3或90mg/L的FeCl3,可除磷70%左右,而在初沉?xí)r加入過量石灰,一般總磷可去除80%左右。他根據(jù)化學(xué)凝聚能增加可沉淀物質(zhì)的沉降速度,投加新型凈水劑堿式氯化鋁,沉降效果達(dá)80%～85%,很好地解決了生產(chǎn)用水的PO43-污染問題�；炷恋矸ㄊ且环N傳統(tǒng)的除磷方法,具有簡便易行,處理效果好的優(yōu)點(diǎn)。
但是長期的運(yùn)行結(jié)果表明,化學(xué)沉淀劑的投加會(huì)引起廢水pH值上升,在池子及水管中形成堅(jiān)硬的垢片,還會(huì)產(chǎn)生一定量的污泥。另外,研究表明:除磷效率對(duì)應(yīng)沉淀劑劑量的曲線是指數(shù)型的,當(dāng)化學(xué)沉淀劑超出一定量,曲線即達(dá)到停滯期。所以,試圖用沉淀法將廢水中磷的質(zhì)量濃度降到0.1mg/L以下,是不太經(jīng)濟(jì)的。
3.3生物強(qiáng)化除磷
生物強(qiáng)化除磷中的聚磷菌利用比較普遍，目前也是生物除磷的主要研究方向。
聚磷菌也叫做攝磷菌、除磷菌，是傳統(tǒng)活性污泥工藝中一類特殊的細(xì)菌，在好氧狀態(tài)下能超量地將污水中的磷吸入體內(nèi)，使體內(nèi)的含磷量超過一般細(xì)菌體內(nèi)的含磷量的數(shù)倍，這類細(xì)菌被廣泛地用于生物除磷。
其原理為：在厭氧條件下，除磷菌能分解體內(nèi)的聚磷酸鹽而產(chǎn)生ATP，并利用ATP將廢水中的有機(jī)物攝入細(xì)胞內(nèi)，以聚b-羥基丁酸等有機(jī)顆粒的形式貯存于細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)還將分解聚磷酸鹽所產(chǎn)生的磷酸排出體外。而好氧條件下，除磷菌利用廢水中的BOD5或體內(nèi)貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷，一部分磷被用來合成ATP，另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細(xì)胞體內(nèi)。
3.4吸附法
20世紀(jì)80年代,多孔隙物質(zhì)作為吸附劑和離子交換劑就已應(yīng)用在水的凈化和控制污染方面。黃巍等人以粉煤灰作為吸附劑,對(duì)含磷50～120mg/L模擬廢水脫磷的規(guī)律特征進(jìn)行了研究。研究表明粉煤灰中含有較多的活性氧化鋁和氧化硅等,具有相當(dāng)大的吸附作用,粉煤灰對(duì)無機(jī)磷酸根不是單純吸附,其中CaO、FeO、Al2O3等可以和磷酸根生成不溶或直溶性沉淀現(xiàn)象,因而在廢水處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
試驗(yàn)結(jié)果表明,粉煤灰是一種有效的吸附劑,在含P質(zhì)量濃度為50～120mg/L,粉煤灰用量每50mg為2～2.5g,粒徑范圍140～160目,pH中性的實(shí)驗(yàn)條件下,磷的去除率*高可達(dá)99%以上。丁文明、黃霞等合成的鐵鈰復(fù)合除磷劑除磷效果也比較好。它是通過鐵鹽與鈰鹽的混合溶液與堿液反應(yīng)合成的,對(duì)水溶液中的磷酸鹽具有高效吸附作用。經(jīng)正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),鹽溶液中鐵、鈰離子的含量是影響除磷效果的*重要因素,此外合成溫度、干燥溫度也對(duì)吸附性能有一定影響。各種測試證明,結(jié)晶破碎是復(fù)合除磷劑比表面積增大的主要原因,而比表面積增大又是高效吸附除磷的主要原因。預(yù)計(jì)以后會(huì)出現(xiàn)更多吸附除磷的吸附劑。
3.5其他的除磷方法
鄒偉國等研究的新型雙污泥脫氮除磷工藝系統(tǒng)處理生活污水取得成功。傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝多采用單污泥系統(tǒng),因此存在著硝化和除磷泥齡之間的矛盾,將活性污泥法與生物膜法相結(jié)合,可解決這個(gè)問題。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該工藝對(duì)PO43-的去除率達(dá)到了90%,處理效果穩(wěn)定,對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)能力很強(qiáng)。
陳瀅等進(jìn)行了低溶解氧SBR除磷工藝的研究。
該方法要注意的是污泥負(fù)荷對(duì)COD去除率和除磷效果的影響較大,因此要選擇合適的污泥負(fù)荷。污泥負(fù)荷過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致非絲菌污泥膨脹。
方茜等利用SBR法處理低碳城市污水取得進(jìn)展,解決了處理碳、氮、磷比例失調(diào)(碳量偏低)城市污水如何保證氮磷高效去除的難點(diǎn)。
結(jié)果表明,利用此法處理廣州地區(qū)低碳城市污水,出水有機(jī)物、氨氮及總磷均達(dá)標(biāo),且磷的釋放量越大則出水磷總濃度就越低。實(shí)踐證明,SBR法具有流程簡單,不需要污泥回流,脫氮除磷效果好的特點(diǎn)。
3.6 國內(nèi)外常用的含有機(jī)磷化合物廢水處理的方法
3.6.1氧化法
（1）臭氧氧化法
臭氧氧化法適于處理濃度較低、難被生物降解或?qū)ι镉卸镜霓r(nóng)藥廢水，如馬拉硫磷、伏殺磷等。一般生成疑基化合物，*后生成CO2和H2O，無二次污染，在分解有機(jī)物的同時(shí)，還具有脫色、脫臭和殺菌作用。臭氧氧化的缺點(diǎn)是臭氧發(fā)生器耗電量較高，故在電量供應(yīng)充足的條件下才適合。
（2）濕式氧化法
是一種在空氣存在下，將廢水加熱、加壓，使其COD、BOD、懸浮物都大幅度降低的方法。該方法適于處理濃度較大、毒性高，生物難降解的物質(zhì)，該法對(duì)COD去除效率較低。用濕式氧化法處理廢水，有機(jī)磷去除率達(dá)80%左右。反應(yīng)以水解為主，有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為水解產(chǎn)物H3PO4、HCl、CH3OH等，*后磷以Ca3(PO4)2的形式回收。
（3）氯氧化法
含氯氧化劑有Cl2、ClO2、次氯酸鹽等。在pH<3時(shí)，氧化對(duì)硫酸效果*好。氯氣氧化法處理馬拉硫磷廢水，用燒堿中和至pH為7，通C2至PH2～3，分去底層油狀物，再投燒堿(占廢水量的2%)，在40℃下攪拌4Pu6h，毒性磷含量降至7～12mg/L。
3.6.2 生化處理法
（1）活性污泥法
生化處理是將均化后的廢水與含有馴化的耐有機(jī)磷的細(xì)菌的活性污泥混合，并進(jìn)行曝氣。曝氣后進(jìn)入沉淀池，經(jīng)沉淀池處理后再進(jìn)行二次曝氣。曝氣生化處理可使BOD下降至13mg/L，有機(jī)磷中的磷可作為生物營養(yǎng)物質(zhì)被回收利用。生化處理法應(yīng)用廣泛，效果較好。
（2）藻類處理法
有機(jī)磷殺蟲劑可用綠藻有效去除，但用藻類處理時(shí)，有時(shí)會(huì)形成極毒且穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，藻類處理對(duì)硫磷時(shí)，得到更毒的中間產(chǎn)物。處理某些有機(jī)磷廢水在20℃用ChlorellValgaris處理2～30d，可有90%～98%的去除率。
（3）酶法
在酶法處理含酚、甲酚、二甲酚及磷酸三久酯廢水時(shí)，可用辣根過氧化酶處理，能取得較好的效果。
3.6.3吸附法
有機(jī)磷吸附效果更好，也可經(jīng)堿解后再用活性炭，活性炭可用蒸汽再生，如對(duì)硫磷、EPN等。廢水中的磷酸三丁酯可用飛灰及粘土作吸附劑去除，但在酸性介質(zhì)中加硝酸可提高去除率。聚乙烯用醇或酮處理后可用來吸附水中微量的有機(jī)磷化合物。
3.6.4水解法
（1）酸解法
酸解能使有機(jī)磷分子的堿性基斷裂，生成正磷酸。水解法的缺點(diǎn)是要求設(shè)備耐腐蝕，在高溫高壓處理對(duì)磷酸廢水，pH3～4，壓力40～50atm，200～250℃，可使有機(jī)磷的無機(jī)化率達(dá)到90%～100%。
（2）堿解法
堿解常用堿解或石灰乳。在堿性條件下，有機(jī)磷分子中酸酐易斷裂，因此堿解有較好的去除效果，但有有機(jī)磷產(chǎn)生，*終回收困難，殘?jiān)y處理 。
4.化學(xué)除磷劑的作用機(jī)理及其優(yōu)缺點(diǎn)
隨著環(huán)保要求越來越高，化學(xué)除磷應(yīng)用越來越廣泛，目前化學(xué)除磷目前常用的有鋁鹽、鐵鹽和鈣鹽三種類型的除磷劑。
4.1鋁鹽除磷劑
原理：鋁鹽除磷的原理一般認(rèn)為是當(dāng)鋁鹽分散于水體時(shí)，一方面 Al離子與 磷酸根反應(yīng)，另一方面，Al離子 *先水解生成單核絡(luò)合物Al(ＯＨ)2+、 Ａl(ＯＨ)2+及 AlO2ˉ等，單核絡(luò)合物通過碰撞進(jìn)一步縮合，進(jìn)而形成一系列多核絡(luò)合物Aln(OH)m(３n－m)＋(n＞1，m≤3n)，這些鋁的多核絡(luò)合物往往具有較高的正電荷和比表面積，能迅速吸附水體中帶負(fù)電荷的雜質(zhì)，中和膠體電荷，壓縮雙電層及降低膠體 ξ 電位，促進(jìn)了膠體和懸浮物等快速脫穩(wěn)、凝聚和沉淀，表現(xiàn)出良好的除磷效果。
藥劑：常用鋁鹽有聚合氯化鋁和硫酸鋁，盡管投加大量的藥劑之后,硫酸鋁有相對(duì)較好的除磷效果,但要使出水含磷量達(dá)到0.5mg/L,PAC和Al2(SO4)3的加藥量分別為1.35mg/L和6mg/L，從經(jīng)濟(jì)性方面看,聚合氯化鋁(PAC)相對(duì)更經(jīng)濟(jì)一些。
4.2鐵鹽除磷劑
原理：溶于水中后，F(xiàn)e３＋一方面與磷酸根生成難溶鹽，一方面通過溶解和吸水可發(fā)生強(qiáng)烈水解，并在水解的同時(shí)發(fā)生各種聚合反應(yīng)，生成具有較長線性結(jié)構(gòu)的多核羥基絡(luò)合物，如Fe2(OH)24+、Fe3(OH)45+、Fe5(OH)96+、Fe5(OH)87+、Fe5(OH)78+、Fe6(OH)126+、Fe7(OH)129+等。這些含鐵的羥基絡(luò)合物能有效降低或消除水體中膠體的 ξ 電位，通過電中和，吸附架橋及絮體的卷掃作用使膠體凝聚，再通過沉淀分離將磷去除。
藥劑：目前常用鐵鹽有低分子無機(jī)鐵鹽（硫酸亞鐵，氯化鐵等）和高分子無機(jī)鐵鹽（聚合硫酸鐵、聚合硫酸氯鐵）。
在絮凝劑投加量為1500 mg/L的情況下，氯化鐵和聚合硫酸鐵對(duì)總磷的去除率分別為92.12%和78.65%，氯化鐵的作用效果*佳，聚合硫酸鐵次之。
當(dāng)總磷濃度降到0.5mg/L以下,FeSO4和FeCl3的加藥量分別為7.5mg/L的Fe2+和9mg/L的Fe3+。但是通過沉淀觀察發(fā)現(xiàn),FeSO4・7H2O作混凝劑時(shí),水樣較渾濁,并沒有形成很明顯的絮狀沉淀,去除效果較差,也沒有出現(xiàn)FeCl3大量投加后出現(xiàn)的很明顯的固液分離界面,只是生成很細(xì)小的固體狀顆粒。原因是二價(jià)鐵離子與磷酸根反應(yīng)較差,氧化為三價(jià)鐵離子后,可望取得更好的除磷效果。
雖然從投藥量上看FeCl3・6H2O明顯多于FeSO4・7H2O,但前者析出物沉降性能更好，所以綜合來說氯化鐵比硫酸亞鐵除磷效率更高！
4.3鈣鹽除磷劑
原理：污水中的磷與石灰中的鈣產(chǎn)生反應(yīng)。形成[Ca5(OH)(PO4)3]（羥磷灰石），其反應(yīng)式如下：5Ca2+4OH十3HPO4-Ca5(OH)(PO4)3十3H2O在堿性條件下羥磷灰石沉淀，從而去除了磷酸根。
藥劑：鈣鹽除磷一般常用的有石灰和氯化鈣。
通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加入無水氯化鈣之后,對(duì)原水中總磷的去除效果較差,故直接棄用無水氯化鈣。由圖8可以看出,要使出水中總磷濃度降到0.5mg/L以下,需加入80mg/LCa2+。從去除效果看,Ca(OH)2的去除效果明顯好于CaCl2的去除效果,但是用Ca(OH)2除磷,加藥量很大。
總之，鋁鹽和鐵鹽的除磷效果明顯,絮凝物沉降性能好,但是鋁鹽因?yàn)樾枰^量投加除磷，會(huì)導(dǎo)致水中鋁離子過高，而鋁離子對(duì)人體毒性比較大，*常聽說的是會(huì)殺死神經(jīng)元，使人的記憶力減退或喪失，引發(fā)早老性癡呆癥等疾病。而鐵離子的過量會(huì)導(dǎo)致出水顏色變深，鐵離子對(duì)設(shè)備也會(huì)加速腐蝕！鈣鹽生成的Ca5(OH)(PO4)3沉淀性比較差,反應(yīng)要求在堿性條件下進(jìn)行,pH值偏高,且出水硬度大，但是石灰成本很低。
如果從成本、效果和操作復(fù)雜性綜合考慮，鐵鹽較鋁鹽，鈣鹽除磷效果更好，鐵鹽是*佳的除磷藥劑。
5.化學(xué)除磷藥劑投加的方式及優(yōu)缺點(diǎn)
化學(xué)除磷工藝可按化學(xué)藥劑的投加地點(diǎn)來分類，實(shí)際中常采用的有：前置除磷、同步除磷和后置除磷。
5.1前置除磷
前置除磷工藝的特點(diǎn)是化學(xué)藥劑投加在沉砂池中、初沉池的進(jìn)水渠（管）中、或者文丘里渠（利用渦流）中。其一般需要設(shè)置產(chǎn)生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。 相應(yīng)產(chǎn)生的沉析產(chǎn)物（大塊狀的絮凝體）在初沉池中通過沉淀被分離。如果生物段采用的是生物濾池，則不允許使用鐵鹽藥劑，以防止對(duì)填料產(chǎn)生危害（產(chǎn)生黃銹）。
前置除磷工藝由于僅在現(xiàn)有工藝前端增加化學(xué)除磷措施，比較適合于現(xiàn)有污水處理廠的改建，通過這一工藝步驟不僅可以除磷，而且可以減少生物 處理設(shè)施的負(fù)荷。常用的化學(xué)藥劑主要是石灰和金屬鹽藥劑。前置除磷后控制剩余磷酸鹽的含量為1.5-2.5mg/L，完全能滿足后續(xù)生物處理對(duì)磷的需要。
5.2同步除磷
同步除磷是目前使用*廣泛的化學(xué)除磷工藝，在國外約占所有化學(xué)除磷工藝的50%。其工藝是將化學(xué)除磷劑投加在曝氣池出水或二沉池進(jìn)水中，個(gè)別情況也有將藥劑投加在曝氣池進(jìn)水或回流污泥渠（管）中。目前已確定對(duì)于活性污泥法工藝和生物轉(zhuǎn)盤工藝可采用同步化學(xué)除磷方法，但對(duì)于生物濾池工藝能否將藥劑投加在二次沉淀池進(jìn)水中尚值得探討。
5.3后置除磷
后置除磷是將沉析、絮凝以及被絮凝物質(zhì)的分離在一個(gè)與生物處理相分離的設(shè)施中進(jìn)行，因此也叫二段法工藝。一般將化學(xué)藥劑投加到二沉池后的一個(gè)混合池中，并在其后設(shè)置絮凝池和沉淀池（或氣浮池）。
對(duì)于要求不嚴(yán)的受納水體，在后置除磷工藝中可采用石灰乳液藥劑，但必須對(duì)出水pH值加以控制，如可采用CO2進(jìn)行中和。采用氣浮池可以比沉淀池更好地去除懸浮物和總磷，但因?yàn)樾枰愣ü⿷?yīng)空氣因而運(yùn)行費(fèi)用較高。
6.吸附法除磷技術(shù)
吸附法以其容量大、耗能少、污染小、去除快和可循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)，在除磷方面得到了廣泛的應(yīng)用。用單一材料直接吸附磷的研究已經(jīng)成熟，現(xiàn)在的主要研究方向已經(jīng)轉(zhuǎn)為對(duì)材料進(jìn)行改性后用于磷的吸附研究，改性材料的吸附研究方興未艾。
6.1 活性炭
近年來對(duì)活性炭用于吸附的研究，大多以改性的方式出現(xiàn)，通過增強(qiáng)活性炭的化學(xué)吸附能力來提高除磷效果。
含鐵活性炭有很好的吸附磷效果，Zhengfang Wang等〔2〕對(duì)比含鐵活性炭(AC-Fe)和含鐵氧化活性炭(AC/O-Fe)后發(fā)現(xiàn)，通過硝酸氧化的活性炭(AC/N-Fe)可搭載更多的Fe，從而在活性炭表面形成大量的活性位點(diǎn)，得到了比AC-Fe更高的磷吸附效果。其中AC/N-FeⅡ和AC/N-FeⅢ的吸附過程主要以表面吸附和顆粒內(nèi)擴(kuò)散為主，且AC/N-FeⅡ較AC/N-FeⅢ顆粒內(nèi)擴(kuò)散能力強(qiáng)，活化能更高，因此綜合研究表明：AC/N-FeⅡ?qū)α孜叫Ч麅?yōu)于AC/N-FeⅢ〔3〕。
ACF-La的吸附磷能力會(huì)因溶液中存在NO3-、SO42-、CO32-而變差〔4〕。ACF-LaOH吸附磷的主要機(jī)理是配體交換、靜電作用和Lewis酸堿反應(yīng)。pH增加會(huì)減弱配體交換和靜電作用的能力，而增強(qiáng)Lewis酸堿反應(yīng)的能力，致使綜合吸附量減少〔5〕。Jianyong Liu等〔6〕研究ACF-LaFe吸附磷發(fā)現(xiàn)，ACF-LaFe帶有大量凈正電荷，使得其*大吸附容量高于ACF-LaOH，室溫下*大吸附容量可達(dá)29.44 mg/g，共存陰離子對(duì)吸附磷有不利影響，順序?yàn)椋篎->SO42->NO3- >Cl-。
6.2 生物質(zhì)
生物質(zhì)主要指自然界中一切有生命的可以生長的有機(jī)物質(zhì)。用于吸附工程的有機(jī)物質(zhì)及其廢棄物就是生物質(zhì)吸附劑。生物質(zhì)吸附劑具備以下優(yōu)點(diǎn)〔7〕：材料成本低、分布廣;孔隙率高，表面積大;表層含有較多羥基，改性簡單，與磷酸根離子反應(yīng)的活性較高;在水中不溶解，易分離。近年來研究的生物質(zhì)吸附劑有軟體動(dòng)物殼、蛋殼、甘蔗渣等。
Wanting Chen等〔8〕在研究用牡蠣殼吸附初始質(zhì)量濃度為10 mg/L的磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)溫度從20 ℃升到30 ℃和殼粒徑從590 μm降到180 μm，都會(huì)增大牡蠣殼的吸附容量，牡蠣殼有豐富的吸附位點(diǎn)，并且比大多數(shù)吸附劑更環(huán)保。
T. Köse等〔9〕用焙燒廢蛋殼(CWE)吸附磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，CWE對(duì)磷的吸附去除率在pH 為2~10時(shí)都能大于99%，并得到吸附劑的*佳投加質(zhì)量濃度為2 g/L;其他陰離子的存在對(duì)CWE吸附磷的影響不大，吸附磷后的CWE由于含有大量鈣、鎂和磷，可用作肥料和土壤改良劑;附著氫氧化鐵的廢蛋殼吸附磷的速率很快。
W. Carvalho等〔10〕研究改性甘蔗渣吸附磷的效果發(fā)現(xiàn)，附著Fe2+的甘蔗渣(0.06 mol/g)比不附著 Fe2+的甘蔗渣在吸附磷的效率方面提高了45%，羧甲基改性的甘蔗渣附著Fe2+的濃度比未改性的甘蔗渣提高了80%，只需要對(duì)原材料做稍微的化學(xué)改性，磷吸附性能就能得到大大的優(yōu)化。
6.3 金屬(氫)氧化物
金屬氧化物具有表面積大、羥基團(tuán)眾多和選擇吸附性高的優(yōu)點(diǎn)。
氧化鐵吸附磷主要通過球面的靜電吸附和球內(nèi)絡(luò)合的化學(xué)吸附〔11〕。磁性氧化鐵納米粒子在磷的初始質(zhì)量濃度為2~20 mg/L、吸附劑投加質(zhì)量濃度為0.6 g/L、反應(yīng)時(shí)間為24 h時(shí)，得到磷*大吸附容量為5.03 mg/g，在pH=11.1時(shí)，吸附容量則急劇下降到0.33 mg/g〔12〕。
L. Rodrigues等〔13〕研究水合氧化鋯吸附磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，溫度由25 ℃升至65 ℃時(shí)，吸附容量則由53 mg/g升至67 mg/g，且在12 h達(dá)到吸附平衡，在pH=12時(shí)能解吸約74%的磷。氧化鋯納米粒子吸附磷的速率很快，在pH=6.2時(shí)可達(dá)*大吸附容量為99.01 mg/g，是吸附容量*高的吸附劑之一，高濃度的共存陰離子對(duì)磷的吸附影響很小，吸附的*適pH 為2~6，吸附容量在pH超過7時(shí)急劇下降〔14〕。
水滑石
黃中子等〔15〕在研究MgAl-CO3水滑石吸附磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磷的初始質(zhì)量濃度在25~100 mg/L時(shí)，30 min內(nèi)即可達(dá)到吸附平衡，磷的去除率超過99%。MgAlZr-CO3水滑石對(duì)磷的選擇吸附性很高，吸附溶液中離子的排序?yàn)镠PO42->>SO42->Cl-、NO3-，這是由于磷酸根離子直接與層間Zr(Ⅳ)離子發(fā)生了絡(luò)合反應(yīng)〔16〕。孫德智等〔17〕研究ZnAl-2-300水滑石吸附磷的效果發(fā)現(xiàn)，污泥脫水液的溫度從25 ℃升到30 ℃時(shí)，水滑石的磷吸附容量明顯增加，水溫繼續(xù)升至50 ℃時(shí)，水滑石吸附容量又降至25 ℃時(shí)的水平。焙燒ZnAl水滑石會(huì)增大表面積和增加孔隙率，焙燒溫度為300 ℃時(shí)除磷效果*佳，600 ℃時(shí)變成尖晶石從而減小了表面積〔18〕。
膠體水滑石納米片在pH為4.5~11內(nèi)的除磷效果較好，吸附磷后的吸附劑可用作普通海藻石莼的生長肥料〔19〕。
6.4硅基介孔分子篩
Dandan Li等〔20〕研究粉煤灰一鍋法制備MCM-41吸附磷發(fā)現(xiàn)，在pH=10時(shí)MCM-41-CFA-10有*大的空隙體積0.98 cm3/g、*高的比表面積1 020 m2/g和*低的n(Si)∶n(Al)，并在25 ℃時(shí)有64.2 mg/g的吸附容量，比SBA-15的53.5 mg/g、MCM-41的31.1 mg/g和硅藻土的62.7 mg/g都要大。Jianda Zhang等〔21〕在研究載鑭二氨基改性的MCM-41吸附磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，該吸附劑的吸附速率和吸附容量都很高，*大吸附容量為54.3 mg/g，pH 3.0~7.0為吸附反應(yīng)*適的pH，溶液中Cl-和NO3-的存在對(duì)除磷影響很小，而F-和SO42-的存在則影響明顯。
J. Choi等〔22〕對(duì)比純的、氨基官能化的和共縮合的SBA-15發(fā)現(xiàn)，它們的*大吸附容量分別為2.018、59.890、69.970 mg/g，內(nèi)孔表面附著的氨基帶來的強(qiáng)化學(xué)親和力是較純SBA-15吸附容量更高的原因。
6.5 黏土礦物
黏土礦物是組成黏土巖和土壤的主要礦物。它們是一些含鋁、鎂等為主的含水硅酸鹽礦物，是各類土壤和沉積物的主要成分，其結(jié)構(gòu)特征是一種含水的層狀結(jié)構(gòu)。常用于吸附工程中的黏土礦物有高嶺石、膨潤土、蛭石、凹凸棒土和鹿沼土等。
翟由濤等〔23〕研究經(jīng)鹽酸和煅燒改性的高嶺土對(duì)磷的吸附效果發(fā)現(xiàn)，鹽酸改性的高嶺土表面積會(huì)增大，從而大量的Al、Si等活性點(diǎn)位暴露，吸附磷能力變強(qiáng)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的酸改性的高嶺土在磷的初始質(zhì)量濃度為20 mg/L的25 mL溶液中時(shí)吸附磷效果*佳，去除率為81.8%，500 ℃煅燒改性的高嶺土中Al元素表現(xiàn)出*佳的活化狀態(tài)，對(duì)溶液中磷的去除率可達(dá)99.5%。S. Gupta等〔24〕對(duì)比未改性、煅燒改性和酸改性的高嶺石發(fā)現(xiàn)，酸改性的高嶺石是這其中吸附磷容量*大的，投加少量的高嶺土能大量減少溶液中的磷酸鹽。
K. Reitzel等〔25〕用鑭改性的膨潤土吸附淡水和咸水中的磷發(fā)現(xiàn)，pH超過8.1時(shí)，該膨潤土和磷的結(jié)合能力受到較大影響，由于硬水中CO32-溶度較高，這種影響在硬水中表現(xiàn)得更為明顯。王峰等〔26〕用鹽酸和煅燒法改性膨潤土吸附磷的研究發(fā)現(xiàn)，改性膨潤土的除磷效果隨酸濃度的增加而增加，500 ℃煅燒改性的膨潤土在磷初始質(zhì)量濃度為10 mg/L、pH=9時(shí)對(duì)磷的去除率可達(dá)92.77%，0.47 mg/L的剩余磷質(zhì)量濃度已達(dá)到廢水綜合排放的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
Weiya Huang等〔27〕研究用La(OH)3改性的剝離蛭石吸附磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，蛭石在25 ℃時(shí)有*大吸附容量，為79.6 mg/g，用該改性蛭石對(duì)2 mg/L低濃度磷酸鹽的二級(jí)出水進(jìn)行處理，10 min即可達(dá)到97.9%的除磷率，使磷的質(zhì)量濃度降到了50 μg/L以下，溶液中F-、Cl-、NO3-、SO42-的存在對(duì)除磷影響可以忽略不計(jì)，但0.1 mol/L的CO32-存在會(huì)使磷的去除率下降到54.3%。J. Xie等〔28〕研究煅燒溫度對(duì)凹凸棒土吸附磷的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，在200~900 ℃的煅燒溫度中，700 ℃煅燒的凹凸棒土有*大吸附容量，為5.2 mg/g。Shengjiong Yang等〔29〕研究鹿沼土對(duì)磷的吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，吸附過程中前110 min進(jìn)行快反應(yīng)，110 min之后到超過24 h為慢反應(yīng)，*大吸附容量為2.13 mg/g，由于吸附的*佳pH=6，則鹿沼土對(duì)廢水中磷的吸附一般無需調(diào)節(jié)pH。
6.6 其他
除了上述幾類吸附劑外，鐵礦、石墨烯和凝膠等也可以作為除磷的吸附劑。M. Mallet等〔30〕研究水鐵礦對(duì)磷酸鹽的吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在pH=4時(shí)得到*大吸附容量，為104.8 mg/g;而在pH=7時(shí)的吸附容量也有77.8 mg/g。該吸附劑可直接用于市政污水(pH 6.5~7.3)的處理，溶液中Cl-、NO3-、SO42-的存在對(duì)除磷的影響很小。邵鵬輝等〔31〕研究磷在磁鐵礦-針鐵礦混合相上的吸附時(shí)發(fā)現(xiàn)，在初始磷質(zhì)量濃度為51.8 mg/L、pH=2和磁鐵礦-針鐵礦混合相投加質(zhì)量濃度為10 g/L時(shí)，磁鐵礦-針鐵礦對(duì)溶液中磷的去除率達(dá)到了94.16%。在初始磷質(zhì)量濃度為100 mg/L和溫度為30 ℃時(shí)，石墨烯對(duì)磷的吸附容量達(dá)到了89.37 mg/g〔32〕。T. Singh等〔33〕用吸附了Cu的水凝膠無需任何處理直接用于吸附磷的研究發(fā)現(xiàn)，在pH=6.1時(shí)該凝膠有*大磷吸附容量87.62 mg/g，共存陰離子對(duì)除磷影響的順序?yàn)镃5H7O5COO->SO42->HCO3->Cl->NO3-，前兩者影響較大，后兩者影響較小。
總之,相比其他除磷技術(shù)，吸附法除磷具有容量大、耗能少、污染小、去除快和可循環(huán)等優(yōu)勢，但其自身也存在許多不足之處：共存離子對(duì)改性活性炭除磷影響顯著;生物質(zhì)的吸附容量較小;pH的變化對(duì)金屬氧化物吸附容量影響很大;幾種特定的陰離子對(duì)硅基介孔分子篩影響較大;黏土礦物普遍存在吸附容量小的缺陷。因此，在以后的吸附法除磷研究中，主要有幾個(gè)方面值得深入探究：(1)要兼顧以上不足之處選擇合適的改性方法;(2)對(duì)改性的吸附原理研究，目前的研究多注重去除效果，缺乏系統(tǒng)全面的描述除磷原理和過程的理論及模型;(3)研究吸附劑的后續(xù)處理，不注重吸附磷后的后續(xù)處理，往往會(huì)帶來二次污染，不利于環(huán)保，可以把廢料開發(fā)為植物肥料或土壤改良劑等。隨著吸附劑改性的發(fā)展和理論的研究深入，吸附法在廢水除磷和治理富營養(yǎng)化水體中必定會(huì)發(fā)揮重要作用。
1.磷的形態(tài)
按照磷在水中的存在形態(tài)，可分為次磷廢水、正磷廢水、 有機(jī)磷廢水。
次磷廢水主要產(chǎn)生于電鍍行業(yè)。在化學(xué)鍍鎳過程中，需要還原劑提供電子給鎳離子，以便鎳離子還原為鎳金屬，在大多數(shù)的化學(xué)鍍液中，多采用次磷酸鈉為還原劑，這就導(dǎo)致清洗廢水中含有磷，而且磷的狀態(tài)多為次亞磷。
我們平常說的廢水中的磷就是說的正磷酸鹽，正磷酸鹽是磷的*穩(wěn)定價(jià)態(tài)，也是我們*常見的磷酸鹽，一般的廢水中的TP主要就是正磷酸鹽，磷酸鹽的來源主要是生活中必需品、人類排泄物、自然水體、化石能源等。
但隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，有機(jī)化合物的生產(chǎn)、合成日益增多�；ぁ⒃旒�、橡膠、染料和紡織印染、農(nóng)藥、焦化、石油化工、發(fā)酵、醫(yī)藥與醫(yī)療及食品等行業(yè)排放的廢水常含有有機(jī)磷化合物，造成了環(huán)境污染、地面水體惡化，威脅著人類健康，有機(jī)磷化合物污染日益受到人們的關(guān)注。
2.含磷廢水的主要來源
2.1根據(jù)來源分類
主要來自于各種洗滌劑、工業(yè)原料、農(nóng)業(yè)肥料的生產(chǎn)過程以及人體的排泄等;
2.2根據(jù)磷的存在形態(tài)
可分為無機(jī)磷廢水(磷酸鹽、聚磷酸鹽)和有機(jī)磷廢水(含磷有機(jī)化合物混于水)。
含磷洗衣粉是含磷廢水的主要來源之一。20世紀(jì)60年代中期日本的“琵琶湖事件”引起人們對(duì)磷的富營養(yǎng)化的關(guān)注,于是洗滌劑的無磷化問題便成為研究的熱點(diǎn)。人們通過重組產(chǎn)品配方和使用4A沸石替代磷酸鹽作為主要助劑來合成無磷洗衣粉取代原來的含磷洗衣粉取得了不錯(cuò)的效果;對(duì)于農(nóng)業(yè)肥料,一部分磷被植物吸收,一部分被土壤吸附,還有一部分隨水土流失,所以在使用肥料時(shí)應(yīng)考慮到盡量減少土壤流失,可以通過綠化荒山荒漠、因地制宜科學(xué)種田、建立農(nóng)田防護(hù)林以及在江河湖泊流域建立綠化帶等手段*大限度地降低水土流失,這也是降低廢水含磷量的一個(gè)重要方面;對(duì)于人體的排泄,可以對(duì)其進(jìn)行特殊處理后用于農(nóng)業(yè)肥料。
3.含磷廢水的處理方法
目前,國內(nèi)外污水除磷技術(shù)主要有生物法、化學(xué)法兩大類。生物法如A/O、A2/O、UCT工藝,主要適合處理低濃度及有機(jī)態(tài)含磷廢水�；瘜W(xué)法主要有混凝沉淀法、結(jié)晶法、離子交換吸附法、電滲析、反滲透等工藝,主要適合處理無機(jī)態(tài)含磷廢水,其中混凝沉淀與結(jié)晶綜合處理技術(shù)可以處理高濃度含磷廢水,除磷率較高,是一種可靠的高含磷廢水處理方法。
3.1生物法
20世紀(jì)70年代美國的Spector發(fā)現(xiàn),微生物在好氧狀態(tài)下能攝取磷,而在有機(jī)物存在的厭氧狀態(tài)下放出磷。含磷廢水的生物處理方法便是在此基礎(chǔ)上逐步形成和完善起來的。目前,國外常用的生物脫磷技術(shù)主要有3種:
*,向曝氣貯水池中添加混凝劑脫磷;
第二,利用土壤處理,正磷酸根離子會(huì)與土壤中的Fe和Al的氧化物反應(yīng)或與粘土中的OH-或SiO22-進(jìn)行置換,生成難溶性磷酸化合物;
第三種方法是活性污泥法,這是目前國內(nèi)外應(yīng)用*為廣泛的一類生物脫磷技術(shù)。
生物除磷法具有良好的處理效果,沒有化學(xué)沉淀法污泥難處理的缺點(diǎn),且不需投加沉淀劑。對(duì)于二級(jí)活性污泥法工藝,不需增加大量設(shè)備,只需改變運(yùn)轉(zhuǎn)流程即可達(dá)到生物除磷的效果。但要求管理較嚴(yán)格,為了形成VFA,要保證厭氧階段的厭氧條件。
叢廣治等主持的大連開發(fā)區(qū)污水廠A/O改造實(shí)踐表明,系統(tǒng)在下列參數(shù)下可取得較好的凈化效果:BOD5負(fù)荷為0.2～0.3kg/(kgMLSS˙d),TP負(fù)荷為(2.8～3.0)×10-3kg/(kgMLSS˙d)。厭氧段容積∶好氧段容積=1∶2,厭氧段DO<0.6mg/L,好氧段DO為3～3.5mg/L,水溫12℃。出水含磷量穩(wěn)定在10mg/L以下。厭氧好氧活性污泥除磷工藝在不增加標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法基建投資和維護(hù)費(fèi)用條件下,可以較徹底地除磷,且運(yùn)行穩(wěn)定。這一工藝不但繼承了傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn),又增加了生物除磷功能。
黃理輝等主持的倒置A2/O工藝克服了A2/O工藝比較復(fù)雜以及在吸磷動(dòng)力利用方面存在明顯不足的缺點(diǎn),將厭氧、缺氧環(huán)境倒置,只利用一套污泥回流系統(tǒng)來取代原來的幾套回流系統(tǒng)。
試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于工業(yè)廢水占2/3的城市污水而言,倒置A2/O工藝在生產(chǎn)運(yùn)行中具有較高的去除有機(jī)物和脫氮除磷能力。整個(gè)工藝具有流程簡潔、能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、抗沖擊力強(qiáng)的特點(diǎn),適于老廠的改造。
3.2 化學(xué)沉淀法
通過投加化學(xué)沉淀劑與廢水中的磷酸鹽生成難溶沉淀物,可把磷分離出去,同時(shí)形成的絮凝體對(duì)磷也有吸附去除作用。常用的混凝沉淀劑有石灰、明礬、氯化鐵,石灰與氯化鐵的混合物等。影響此類反應(yīng)的主要因素是pH、濃度比、反應(yīng)時(shí)間等。
為了降低廢水的處理成本,提高處理效果,學(xué)者們在研制開發(fā)新型廉價(jià)高效化學(xué)沉淀劑方面做了大量工作。王光輝發(fā)現(xiàn),原水含磷10mg/L時(shí),投加300mg/L的Al2(SO4)3或90mg/L的FeCl3,可除磷70%左右,而在初沉?xí)r加入過量石灰,一般總磷可去除80%左右。他根據(jù)化學(xué)凝聚能增加可沉淀物質(zhì)的沉降速度,投加新型凈水劑堿式氯化鋁,沉降效果達(dá)80%～85%,很好地解決了生產(chǎn)用水的PO43-污染問題�；炷恋矸ㄊ且环N傳統(tǒng)的除磷方法,具有簡便易行,處理效果好的優(yōu)點(diǎn)。
但是長期的運(yùn)行結(jié)果表明,化學(xué)沉淀劑的投加會(huì)引起廢水pH值上升,在池子及水管中形成堅(jiān)硬的垢片,還會(huì)產(chǎn)生一定量的污泥。另外,研究表明:除磷效率對(duì)應(yīng)沉淀劑劑量的曲線是指數(shù)型的,當(dāng)化學(xué)沉淀劑超出一定量,曲線即達(dá)到停滯期。所以,試圖用沉淀法將廢水中磷的質(zhì)量濃度降到0.1mg/L以下,是不太經(jīng)濟(jì)的。
3.3生物強(qiáng)化除磷
生物強(qiáng)化除磷中的聚磷菌利用比較普遍，目前也是生物除磷的主要研究方向。
聚磷菌也叫做攝磷菌、除磷菌，是傳統(tǒng)活性污泥工藝中一類特殊的細(xì)菌，在好氧狀態(tài)下能超量地將污水中的磷吸入體內(nèi)，使體內(nèi)的含磷量超過一般細(xì)菌體內(nèi)的含磷量的數(shù)倍，這類細(xì)菌被廣泛地用于生物除磷。
其原理為：在厭氧條件下，除磷菌能分解體內(nèi)的聚磷酸鹽而產(chǎn)生ATP，并利用ATP將廢水中的有機(jī)物攝入細(xì)胞內(nèi)，以聚b-羥基丁酸等有機(jī)顆粒的形式貯存于細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)還將分解聚磷酸鹽所產(chǎn)生的磷酸排出體外。而好氧條件下，除磷菌利用廢水中的BOD5或體內(nèi)貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷，一部分磷被用來合成ATP，另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細(xì)胞體內(nèi)。
3.4吸附法
20世紀(jì)80年代,多孔隙物質(zhì)作為吸附劑和離子交換劑就已應(yīng)用在水的凈化和控制污染方面。黃巍等人以粉煤灰作為吸附劑,對(duì)含磷50～120mg/L模擬廢水脫磷的規(guī)律特征進(jìn)行了研究。研究表明粉煤灰中含有較多的活性氧化鋁和氧化硅等,具有相當(dāng)大的吸附作用,粉煤灰對(duì)無機(jī)磷酸根不是單純吸附,其中CaO、FeO、Al2O3等可以和磷酸根生成不溶或直溶性沉淀現(xiàn)象,因而在廢水處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
試驗(yàn)結(jié)果表明,粉煤灰是一種有效的吸附劑,在含P質(zhì)量濃度為50～120mg/L,粉煤灰用量每50mg為2～2.5g,粒徑范圍140～160目,pH中性的實(shí)驗(yàn)條件下,磷的去除率*高可達(dá)99%以上。丁文明、黃霞等合成的鐵鈰復(fù)合除磷劑除磷效果也比較好。它是通過鐵鹽與鈰鹽的混合溶液與堿液反應(yīng)合成的,對(duì)水溶液中的磷酸鹽具有高效吸附作用。經(jīng)正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),鹽溶液中鐵、鈰離子的含量是影響除磷效果的*重要因素,此外合成溫度、干燥溫度也對(duì)吸附性能有一定影響。各種測試證明,結(jié)晶破碎是復(fù)合除磷劑比表面積增大的主要原因,而比表面積增大又是高效吸附除磷的主要原因。預(yù)計(jì)以后會(huì)出現(xiàn)更多吸附除磷的吸附劑。
3.5其他的除磷方法
鄒偉國等研究的新型雙污泥脫氮除磷工藝系統(tǒng)處理生活污水取得成功。傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝多采用單污泥系統(tǒng),因此存在著硝化和除磷泥齡之間的矛盾,將活性污泥法與生物膜法相結(jié)合,可解決這個(gè)問題。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該工藝對(duì)PO43-的去除率達(dá)到了90%,處理效果穩(wěn)定,對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)能力很強(qiáng)。
陳瀅等進(jìn)行了低溶解氧SBR除磷工藝的研究。
該方法要注意的是污泥負(fù)荷對(duì)COD去除率和除磷效果的影響較大,因此要選擇合適的污泥負(fù)荷。污泥負(fù)荷過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致非絲菌污泥膨脹。
方茜等利用SBR法處理低碳城市污水取得進(jìn)展,解決了處理碳、氮、磷比例失調(diào)(碳量偏低)城市污水如何保證氮磷高效去除的難點(diǎn)。
結(jié)果表明,利用此法處理廣州地區(qū)低碳城市污水,出水有機(jī)物、氨氮及總磷均達(dá)標(biāo),且磷的釋放量越大則出水磷總濃度就越低。實(shí)踐證明,SBR法具有流程簡單,不需要污泥回流,脫氮除磷效果好的特點(diǎn)。
3.6 國內(nèi)外常用的含有機(jī)磷化合物廢水處理的方法
3.6.1氧化法
（1）臭氧氧化法
臭氧氧化法適于處理濃度較低、難被生物降解或?qū)ι镉卸镜霓r(nóng)藥廢水，如馬拉硫磷、伏殺磷等。一般生成疑基化合物，*后生成CO2和H2O，無二次污染，在分解有機(jī)物的同時(shí)，還具有脫色、脫臭和殺菌作用。臭氧氧化的缺點(diǎn)是臭氧發(fā)生器耗電量較高，故在電量供應(yīng)充足的條件下才適合。
（2）濕式氧化法
是一種在空氣存在下，將廢水加熱、加壓，使其COD、BOD、懸浮物都大幅度降低的方法。該方法適于處理濃度較大、毒性高，生物難降解的物質(zhì)，該法對(duì)COD去除效率較低。用濕式氧化法處理廢水，有機(jī)磷去除率達(dá)80%左右。反應(yīng)以水解為主，有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為水解產(chǎn)物H3PO4、HCl、CH3OH等，*后磷以Ca3(PO4)2的形式回收。
（3）氯氧化法
含氯氧化劑有Cl2、ClO2、次氯酸鹽等。在pH<3時(shí)，氧化對(duì)硫酸效果*好。氯氣氧化法處理馬拉硫磷廢水，用燒堿中和至pH為7，通C2至PH2～3，分去底層油狀物，再投燒堿(占廢水量的2%)，在40℃下攪拌4Pu6h，毒性磷含量降至7～12mg/L。
3.6.2 生化處理法
（1）活性污泥法
生化處理是將均化后的廢水與含有馴化的耐有機(jī)磷的細(xì)菌的活性污泥混合，并進(jìn)行曝氣。曝氣后進(jìn)入沉淀池，經(jīng)沉淀池處理后再進(jìn)行二次曝氣。曝氣生化處理可使BOD下降至13mg/L，有機(jī)磷中的磷可作為生物營養(yǎng)物質(zhì)被回收利用。生化處理法應(yīng)用廣泛，效果較好。
（2）藻類處理法
有機(jī)磷殺蟲劑可用綠藻有效去除，但用藻類處理時(shí)，有時(shí)會(huì)形成極毒且穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，藻類處理對(duì)硫磷時(shí)，得到更毒的中間產(chǎn)物。處理某些有機(jī)磷廢水在20℃用ChlorellValgaris處理2～30d，可有90%～98%的去除率。
（3）酶法
在酶法處理含酚、甲酚、二甲酚及磷酸三久酯廢水時(shí)，可用辣根過氧化酶處理，能取得較好的效果。
3.6.3吸附法
有機(jī)磷吸附效果更好，也可經(jīng)堿解后再用活性炭，活性炭可用蒸汽再生，如對(duì)硫磷、EPN等。廢水中的磷酸三丁酯可用飛灰及粘土作吸附劑去除，但在酸性介質(zhì)中加硝酸可提高去除率。聚乙烯用醇或酮處理后可用來吸附水中微量的有機(jī)磷化合物。
3.6.4水解法
（1）酸解法
酸解能使有機(jī)磷分子的堿性基斷裂，生成正磷酸。水解法的缺點(diǎn)是要求設(shè)備耐腐蝕，在高溫高壓處理對(duì)磷酸廢水，pH3～4，壓力40～50atm，200～250℃，可使有機(jī)磷的無機(jī)化率達(dá)到90%～100%。
（2）堿解法
堿解常用堿解或石灰乳。在堿性條件下，有機(jī)磷分子中酸酐易斷裂，因此堿解有較好的去除效果，但有有機(jī)磷產(chǎn)生，*終回收困難，殘?jiān)y處理 。
4.化學(xué)除磷劑的作用機(jī)理及其優(yōu)缺點(diǎn)
隨著環(huán)保要求越來越高，化學(xué)除磷應(yīng)用越來越廣泛，目前化學(xué)除磷目前常用的有鋁鹽、鐵鹽和鈣鹽三種類型的除磷劑。
4.1鋁鹽除磷劑
原理：鋁鹽除磷的原理一般認(rèn)為是當(dāng)鋁鹽分散于水體時(shí)，一方面 Al離子與 磷酸根反應(yīng)，另一方面，Al離子 *先水解生成單核絡(luò)合物Al(ＯＨ)2+、 Ａl(ＯＨ)2+及 AlO2ˉ等，單核絡(luò)合物通過碰撞進(jìn)一步縮合，進(jìn)而形成一系列多核絡(luò)合物Aln(OH)m(３n－m)＋(n＞1，m≤3n)，這些鋁的多核絡(luò)合物往往具有較高的正電荷和比表面積，能迅速吸附水體中帶負(fù)電荷的雜質(zhì)，中和膠體電荷，壓縮雙電層及降低膠體 ξ 電位，促進(jìn)了膠體和懸浮物等快速脫穩(wěn)、凝聚和沉淀，表現(xiàn)出良好的除磷效果。
藥劑：常用鋁鹽有聚合氯化鋁和硫酸鋁，盡管投加大量的藥劑之后,硫酸鋁有相對(duì)較好的除磷效果,但要使出水含磷量達(dá)到0.5mg/L,PAC和Al2(SO4)3的加藥量分別為1.35mg/L和6mg/L，從經(jīng)濟(jì)性方面看,聚合氯化鋁(PAC)相對(duì)更經(jīng)濟(jì)一些。
4.2鐵鹽除磷劑
原理：溶于水中后，F(xiàn)e３＋一方面與磷酸根生成難溶鹽，一方面通過溶解和吸水可發(fā)生強(qiáng)烈水解，并在水解的同時(shí)發(fā)生各種聚合反應(yīng)，生成具有較長線性結(jié)構(gòu)的多核羥基絡(luò)合物，如Fe2(OH)24+、Fe3(OH)45+、Fe5(OH)96+、Fe5(OH)87+、Fe5(OH)78+、Fe6(OH)126+、Fe7(OH)129+等。這些含鐵的羥基絡(luò)合物能有效降低或消除水體中膠體的 ξ 電位，通過電中和，吸附架橋及絮體的卷掃作用使膠體凝聚，再通過沉淀分離將磷去除。
藥劑：目前常用鐵鹽有低分子無機(jī)鐵鹽（硫酸亞鐵，氯化鐵等）和高分子無機(jī)鐵鹽（聚合硫酸鐵、聚合硫酸氯鐵）。
在絮凝劑投加量為1500 mg/L的情況下，氯化鐵和聚合硫酸鐵對(duì)總磷的去除率分別為92.12%和78.65%，氯化鐵的作用效果*佳，聚合硫酸鐵次之。
當(dāng)總磷濃度降到0.5mg/L以下,FeSO4和FeCl3的加藥量分別為7.5mg/L的Fe2+和9mg/L的Fe3+。但是通過沉淀觀察發(fā)現(xiàn),FeSO4・7H2O作混凝劑時(shí),水樣較渾濁,并沒有形成很明顯的絮狀沉淀,去除效果較差,也沒有出現(xiàn)FeCl3大量投加后出現(xiàn)的很明顯的固液分離界面,只是生成很細(xì)小的固體狀顆粒。原因是二價(jià)鐵離子與磷酸根反應(yīng)較差,氧化為三價(jià)鐵離子后,可望取得更好的除磷效果。
雖然從投藥量上看FeCl3・6H2O明顯多于FeSO4・7H2O,但前者析出物沉降性能更好，所以綜合來說氯化鐵比硫酸亞鐵除磷效率更高！
4.3鈣鹽除磷劑
原理：污水中的磷與石灰中的鈣產(chǎn)生反應(yīng)。形成[Ca5(OH)(PO4)3]（羥磷灰石），其反應(yīng)式如下：5Ca2+4OH十3HPO4-Ca5(OH)(PO4)3十3H2O在堿性條件下羥磷灰石沉淀，從而去除了磷酸根。
藥劑：鈣鹽除磷一般常用的有石灰和氯化鈣。
通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加入無水氯化鈣之后,對(duì)原水中總磷的去除效果較差,故直接棄用無水氯化鈣。由圖8可以看出,要使出水中總磷濃度降到0.5mg/L以下,需加入80mg/LCa2+。從去除效果看,Ca(OH)2的去除效果明顯好于CaCl2的去除效果,但是用Ca(OH)2除磷,加藥量很大。
總之，鋁鹽和鐵鹽的除磷效果明顯,絮凝物沉降性能好,但是鋁鹽因?yàn)樾枰^量投加除磷，會(huì)導(dǎo)致水中鋁離子過高，而鋁離子對(duì)人體毒性比較大，*常聽說的是會(huì)殺死神經(jīng)元，使人的記憶力減退或喪失，引發(fā)早老性癡呆癥等疾病。而鐵離子的過量會(huì)導(dǎo)致出水顏色變深，鐵離子對(duì)設(shè)備也會(huì)加速腐蝕！鈣鹽生成的Ca5(OH)(PO4)3沉淀性比較差,反應(yīng)要求在堿性條件下進(jìn)行,pH值偏高,且出水硬度大，但是石灰成本很低。
如果從成本、效果和操作復(fù)雜性綜合考慮，鐵鹽較鋁鹽，鈣鹽除磷效果更好，鐵鹽是*佳的除磷藥劑。
5.化學(xué)除磷藥劑投加的方式及優(yōu)缺點(diǎn)
化學(xué)除磷工藝可按化學(xué)藥劑的投加地點(diǎn)來分類，實(shí)際中常采用的有：前置除磷、同步除磷和后置除磷。
5.1前置除磷
前置除磷工藝的特點(diǎn)是化學(xué)藥劑投加在沉砂池中、初沉池的進(jìn)水渠（管）中、或者文丘里渠（利用渦流）中。其一般需要設(shè)置產(chǎn)生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。 相應(yīng)產(chǎn)生的沉析產(chǎn)物（大塊狀的絮凝體）在初沉池中通過沉淀被分離。如果生物段采用的是生物濾池，則不允許使用鐵鹽藥劑，以防止對(duì)填料產(chǎn)生危害（產(chǎn)生黃銹）。
前置除磷工藝由于僅在現(xiàn)有工藝前端增加化學(xué)除磷措施，比較適合于現(xiàn)有污水處理廠的改建，通過這一工藝步驟不僅可以除磷，而且可以減少生物 處理設(shè)施的負(fù)荷。常用的化學(xué)藥劑主要是石灰和金屬鹽藥劑。前置除磷后控制剩余磷酸鹽的含量為1.5-2.5mg/L，完全能滿足后續(xù)生物處理對(duì)磷的需要。
5.2同步除磷
同步除磷是目前使用*廣泛的化學(xué)除磷工藝，在國外約占所有化學(xué)除磷工藝的50%。其工藝是將化學(xué)除磷劑投加在曝氣池出水或二沉池進(jìn)水中，個(gè)別情況也有將藥劑投加在曝氣池進(jìn)水或回流污泥渠（管）中。目前已確定對(duì)于活性污泥法工藝和生物轉(zhuǎn)盤工藝可采用同步化學(xué)除磷方法，但對(duì)于生物濾池工藝能否將藥劑投加在二次沉淀池進(jìn)水中尚值得探討。
5.3后置除磷
后置除磷是將沉析、絮凝以及被絮凝物質(zhì)的分離在一個(gè)與生物處理相分離的設(shè)施中進(jìn)行，因此也叫二段法工藝。一般將化學(xué)藥劑投加到二沉池后的一個(gè)混合池中，并在其后設(shè)置絮凝池和沉淀池（或氣浮池）。
對(duì)于要求不嚴(yán)的受納水體，在后置除磷工藝中可采用石灰乳液藥劑，但必須對(duì)出水pH值加以控制，如可采用CO2進(jìn)行中和。采用氣浮池可以比沉淀池更好地去除懸浮物和總磷，但因?yàn)樾枰愣ü⿷?yīng)空氣因而運(yùn)行費(fèi)用較高。
6.吸附法除磷技術(shù)
吸附法以其容量大、耗能少、污染小、去除快和可循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)，在除磷方面得到了廣泛的應(yīng)用。用單一材料直接吸附磷的研究已經(jīng)成熟，現(xiàn)在的主要研究方向已經(jīng)轉(zhuǎn)為對(duì)材料進(jìn)行改性后用于磷的吸附研究，改性材料的吸附研究方興未艾。
6.1 活性炭
近年來對(duì)活性炭用于吸附的研究，大多以改性的方式出現(xiàn)，通過增強(qiáng)活性炭的化學(xué)吸附能力來提高除磷效果。
含鐵活性炭有很好的吸附磷效果，Zhengfang Wang等〔2〕對(duì)比含鐵活性炭(AC-Fe)和含鐵氧化活性炭(AC/O-Fe)后發(fā)現(xiàn)，通過硝酸氧化的活性炭(AC/N-Fe)可搭載更多的Fe，從而在活性炭表面形成大量的活性位點(diǎn)，得到了比AC-Fe更高的磷吸附效果。其中AC/N-FeⅡ和AC/N-FeⅢ的吸附過程主要以表面吸附和顆粒內(nèi)擴(kuò)散為主，且AC/N-FeⅡ較AC/N-FeⅢ顆粒內(nèi)擴(kuò)散能力強(qiáng)，活化能更高，因此綜合研究表明：AC/N-FeⅡ?qū)α孜叫Ч麅?yōu)于AC/N-FeⅢ〔3〕。
ACF-La的吸附磷能力會(huì)因溶液中存在NO3-、SO42-、CO32-而變差〔4〕。ACF-LaOH吸附磷的主要機(jī)理是配體交換、靜電作用和Lewis酸堿反應(yīng)。pH增加會(huì)減弱配體交換和靜電作用的能力，而增強(qiáng)Lewis酸堿反應(yīng)的能力，致使綜合吸附量減少〔5〕。Jianyong Liu等〔6〕研究ACF-LaFe吸附磷發(fā)現(xiàn)，ACF-LaFe帶有大量凈正電荷，使得其*大吸附容量高于ACF-LaOH，室溫下*大吸附容量可達(dá)29.44 mg/g，共存陰離子對(duì)吸附磷有不利影響，順序?yàn)椋篎->SO42->NO3- >Cl-。
6.2 生物質(zhì)
生物質(zhì)主要指自然界中一切有生命的可以生長的有機(jī)物質(zhì)。用于吸附工程的有機(jī)物質(zhì)及其廢棄物就是生物質(zhì)吸附劑。生物質(zhì)吸附劑具備以下優(yōu)點(diǎn)〔7〕：材料成本低、分布廣;孔隙率高，表面積大;表層含有較多羥基，改性簡單，與磷酸根離子反應(yīng)的活性較高;在水中不溶解，易分離。近年來研究的生物質(zhì)吸附劑有軟體動(dòng)物殼、蛋殼、甘蔗渣等。
Wanting Chen等〔8〕在研究用牡蠣殼吸附初始質(zhì)量濃度為10 mg/L的磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)溫度從20 ℃升到30 ℃和殼粒徑從590 μm降到180 μm，都會(huì)增大牡蠣殼的吸附容量，牡蠣殼有豐富的吸附位點(diǎn)，并且比大多數(shù)吸附劑更環(huán)保。
T. Köse等〔9〕用焙燒廢蛋殼(CWE)吸附磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，CWE對(duì)磷的吸附去除率在pH 為2~10時(shí)都能大于99%，并得到吸附劑的*佳投加質(zhì)量濃度為2 g/L;其他陰離子的存在對(duì)CWE吸附磷的影響不大，吸附磷后的CWE由于含有大量鈣、鎂和磷，可用作肥料和土壤改良劑;附著氫氧化鐵的廢蛋殼吸附磷的速率很快。
W. Carvalho等〔10〕研究改性甘蔗渣吸附磷的效果發(fā)現(xiàn)，附著Fe2+的甘蔗渣(0.06 mol/g)比不附著 Fe2+的甘蔗渣在吸附磷的效率方面提高了45%，羧甲基改性的甘蔗渣附著Fe2+的濃度比未改性的甘蔗渣提高了80%，只需要對(duì)原材料做稍微的化學(xué)改性，磷吸附性能就能得到大大的優(yōu)化。
6.3 金屬(氫)氧化物
金屬氧化物具有表面積大、羥基團(tuán)眾多和選擇吸附性高的優(yōu)點(diǎn)。
氧化鐵吸附磷主要通過球面的靜電吸附和球內(nèi)絡(luò)合的化學(xué)吸附〔11〕。磁性氧化鐵納米粒子在磷的初始質(zhì)量濃度為2~20 mg/L、吸附劑投加質(zhì)量濃度為0.6 g/L、反應(yīng)時(shí)間為24 h時(shí)，得到磷*大吸附容量為5.03 mg/g，在pH=11.1時(shí)，吸附容量則急劇下降到0.33 mg/g〔12〕。
L. Rodrigues等〔13〕研究水合氧化鋯吸附磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，溫度由25 ℃升至65 ℃時(shí)，吸附容量則由53 mg/g升至67 mg/g，且在12 h達(dá)到吸附平衡，在pH=12時(shí)能解吸約74%的磷。氧化鋯納米粒子吸附磷的速率很快，在pH=6.2時(shí)可達(dá)*大吸附容量為99.01 mg/g，是吸附容量*高的吸附劑之一，高濃度的共存陰離子對(duì)磷的吸附影響很小，吸附的*適pH 為2~6，吸附容量在pH超過7時(shí)急劇下降〔14〕。
水滑石
黃中子等〔15〕在研究MgAl-CO3水滑石吸附磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磷的初始質(zhì)量濃度在25~100 mg/L時(shí)，30 min內(nèi)即可達(dá)到吸附平衡，磷的去除率超過99%。MgAlZr-CO3水滑石對(duì)磷的選擇吸附性很高，吸附溶液中離子的排序?yàn)镠PO42->>SO42->Cl-、NO3-，這是由于磷酸根離子直接與層間Zr(Ⅳ)離子發(fā)生了絡(luò)合反應(yīng)〔16〕。孫德智等〔17〕研究ZnAl-2-300水滑石吸附磷的效果發(fā)現(xiàn)，污泥脫水液的溫度從25 ℃升到30 ℃時(shí)，水滑石的磷吸附容量明顯增加，水溫繼續(xù)升至50 ℃時(shí)，水滑石吸附容量又降至25 ℃時(shí)的水平。焙燒ZnAl水滑石會(huì)增大表面積和增加孔隙率，焙燒溫度為300 ℃時(shí)除磷效果*佳，600 ℃時(shí)變成尖晶石從而減小了表面積〔18〕。
膠體水滑石納米片在pH為4.5~11內(nèi)的除磷效果較好，吸附磷后的吸附劑可用作普通海藻石莼的生長肥料〔19〕。
6.4硅基介孔分子篩
Dandan Li等〔20〕研究粉煤灰一鍋法制備MCM-41吸附磷發(fā)現(xiàn)，在pH=10時(shí)MCM-41-CFA-10有*大的空隙體積0.98 cm3/g、*高的比表面積1 020 m2/g和*低的n(Si)∶n(Al)，并在25 ℃時(shí)有64.2 mg/g的吸附容量，比SBA-15的53.5 mg/g、MCM-41的31.1 mg/g和硅藻土的62.7 mg/g都要大。Jianda Zhang等〔21〕在研究載鑭二氨基改性的MCM-41吸附磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，該吸附劑的吸附速率和吸附容量都很高，*大吸附容量為54.3 mg/g，pH 3.0~7.0為吸附反應(yīng)*適的pH，溶液中Cl-和NO3-的存在對(duì)除磷影響很小，而F-和SO42-的存在則影響明顯。
J. Choi等〔22〕對(duì)比純的、氨基官能化的和共縮合的SBA-15發(fā)現(xiàn)，它們的*大吸附容量分別為2.018、59.890、69.970 mg/g，內(nèi)孔表面附著的氨基帶來的強(qiáng)化學(xué)親和力是較純SBA-15吸附容量更高的原因。
6.5 黏土礦物
黏土礦物是組成黏土巖和土壤的主要礦物。它們是一些含鋁、鎂等為主的含水硅酸鹽礦物，是各類土壤和沉積物的主要成分，其結(jié)構(gòu)特征是一種含水的層狀結(jié)構(gòu)。常用于吸附工程中的黏土礦物有高嶺石、膨潤土、蛭石、凹凸棒土和鹿沼土等。
翟由濤等〔23〕研究經(jīng)鹽酸和煅燒改性的高嶺土對(duì)磷的吸附效果發(fā)現(xiàn)，鹽酸改性的高嶺土表面積會(huì)增大，從而大量的Al、Si等活性點(diǎn)位暴露，吸附磷能力變強(qiáng)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的酸改性的高嶺土在磷的初始質(zhì)量濃度為20 mg/L的25 mL溶液中時(shí)吸附磷效果*佳，去除率為81.8%，500 ℃煅燒改性的高嶺土中Al元素表現(xiàn)出*佳的活化狀態(tài)，對(duì)溶液中磷的去除率可達(dá)99.5%。S. Gupta等〔24〕對(duì)比未改性、煅燒改性和酸改性的高嶺石發(fā)現(xiàn)，酸改性的高嶺石是這其中吸附磷容量*大的，投加少量的高嶺土能大量減少溶液中的磷酸鹽。
K. Reitzel等〔25〕用鑭改性的膨潤土吸附淡水和咸水中的磷發(fā)現(xiàn)，pH超過8.1時(shí)，該膨潤土和磷的結(jié)合能力受到較大影響，由于硬水中CO32-溶度較高，這種影響在硬水中表現(xiàn)得更為明顯。王峰等〔26〕用鹽酸和煅燒法改性膨潤土吸附磷的研究發(fā)現(xiàn)，改性膨潤土的除磷效果隨酸濃度的增加而增加，500 ℃煅燒改性的膨潤土在磷初始質(zhì)量濃度為10 mg/L、pH=9時(shí)對(duì)磷的去除率可達(dá)92.77%，0.47 mg/L的剩余磷質(zhì)量濃度已達(dá)到廢水綜合排放的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
Weiya Huang等〔27〕研究用La(OH)3改性的剝離蛭石吸附磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，蛭石在25 ℃時(shí)有*大吸附容量，為79.6 mg/g，用該改性蛭石對(duì)2 mg/L低濃度磷酸鹽的二級(jí)出水進(jìn)行處理，10 min即可達(dá)到97.9%的除磷率，使磷的質(zhì)量濃度降到了50 μg/L以下，溶液中F-、Cl-、NO3-、SO42-的存在對(duì)除磷影響可以忽略不計(jì)，但0.1 mol/L的CO32-存在會(huì)使磷的去除率下降到54.3%。J. Xie等〔28〕研究煅燒溫度對(duì)凹凸棒土吸附磷的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，在200~900 ℃的煅燒溫度中，700 ℃煅燒的凹凸棒土有*大吸附容量，為5.2 mg/g。Shengjiong Yang等〔29〕研究鹿沼土對(duì)磷的吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，吸附過程中前110 min進(jìn)行快反應(yīng)，110 min之后到超過24 h為慢反應(yīng)，*大吸附容量為2.13 mg/g，由于吸附的*佳pH=6，則鹿沼土對(duì)廢水中磷的吸附一般無需調(diào)節(jié)pH。
6.6 其他
除了上述幾類吸附劑外，鐵礦、石墨烯和凝膠等也可以作為除磷的吸附劑。M. Mallet等〔30〕研究水鐵礦對(duì)磷酸鹽的吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在pH=4時(shí)得到*大吸附容量，為104.8 mg/g;而在pH=7時(shí)的吸附容量也有77.8 mg/g。該吸附劑可直接用于市政污水(pH 6.5~7.3)的處理，溶液中Cl-、NO3-、SO42-的存在對(duì)除磷的影響很小。邵鵬輝等〔31〕研究磷在磁鐵礦-針鐵礦混合相上的吸附時(shí)發(fā)現(xiàn)，在初始磷質(zhì)量濃度為51.8 mg/L、pH=2和磁鐵礦-針鐵礦混合相投加質(zhì)量濃度為10 g/L時(shí)，磁鐵礦-針鐵礦對(duì)溶液中磷的去除率達(dá)到了94.16%。在初始磷質(zhì)量濃度為100 mg/L和溫度為30 ℃時(shí)，石墨烯對(duì)磷的吸附容量達(dá)到了89.37 mg/g〔32〕。T. Singh等〔33〕用吸附了Cu的水凝膠無需任何處理直接用于吸附磷的研究發(fā)現(xiàn)，在pH=6.1時(shí)該凝膠有*大磷吸附容量87.62 mg/g，共存陰離子對(duì)除磷影響的順序?yàn)镃5H7O5COO->SO42->HCO3->Cl->NO3-，前兩者影響較大，后兩者影響較小。
總之,相比其他除磷技術(shù)，吸附法除磷具有容量大、耗能少、污染小、去除快和可循環(huán)等優(yōu)勢，但其自身也存在許多不足之處：共存離子對(duì)改性活性炭除磷影響顯著;生物質(zhì)的吸附容量較小;pH的變化對(duì)金屬氧化物吸附容量影響很大;幾種特定的陰離子對(duì)硅基介孔分子篩影響較大;黏土礦物普遍存在吸附容量小的缺陷。因此，在以后的吸附法除磷研究中，主要有幾個(gè)方面值得深入探究：(1)要兼顧以上不足之處選擇合適的改性方法;(2)對(duì)改性的吸附原理研究，目前的研究多注重去除效果，缺乏系統(tǒng)全面的描述除磷原理和過程的理論及模型;(3)研究吸附劑的后續(xù)處理，不注重吸附磷后的后續(xù)處理，往往會(huì)帶來二次污染，不利于環(huán)保，可以把廢料開發(fā)為植物肥料或土壤改良劑等。隨著吸附劑改性的發(fā)展和理論的研究深入，吸附法在廢水除磷和治理富營養(yǎng)化水體中必定會(huì)發(fā)揮重要作用。
