1、磷酸鹽對水環(huán)境的不良影響

天然水體接納含有大量的氮、磷的廢水后，水中營養(yǎng)物質(zhì)增多，促使自養(yǎng)型生物旺盛生長，特別是藍藻和紅藻的個體數(shù)量迅速增加，而其他藻類的種類則逐漸減少。藻類繁殖迅速，生長周期短。藻類及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不斷消耗水中的溶解氧，或被厭氧微生物分解，不斷產(chǎn)生硫化氫等氣體，從兩個方面使水質(zhì)惡化，造成魚類和其他水生生物大量死亡。藻類及其他浮游生物殘體在腐爛過程中，又把大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)釋放入水中，供新的一代藻類等生物利用。因此，富營養(yǎng)化了的水體，即使切斷外界營養(yǎng)物質(zhì)的來源，水體也很難自凈和恢復到正常狀態(tài)。

2、制膠廢水中磷酸鹽的處理方法

針對制膠廢水中同時具備高濃度的COD、氨氮及總磷的特點，廢水中磷酸鹽的處理方法可以分為以下幾個步驟：預處理階段的“MAP沉淀法”，生物處理階段的“厭氧+缺氧+好氧處理法”，后續(xù)強化處理階段的“化學除磷法”。

2.1 MAP沉淀法

磷酸胺鎂(MAP)沉淀法是一種有效去除廢水中同時含有高濃度氨氮及高濃度磷酸鹽的廢水技術，它是基于水中的NH4+、PO43+以及Mg2+可生成MgNH4PO4沉淀物，從而達到同時脫氮除磷的作用。處理得到的產(chǎn)物MgNH4PO4沉淀物可以用作飼料及肥料添加劑，也可用于涂料、軟泡阻燃劑的制造。因而磷酸胺鎂(MAP)沉淀可回收廢水中的氨氮和磷酸鹽物質(zhì)，達到變廢為寶的目的，是一種具有很大發(fā)展?jié)摿Φ目沙掷m(xù)發(fā)展的水處理技術。

制膠廢水中同時含有高濃度的氨氮和總磷，遵循資源化及變廢為寶的設計理念，采用磷酸胺鎂(MAP)沉淀法進行脫氨與除磷處理，將濃乳廢水中的NH4+、PO43+與新投加的Mg2+生成可作為肥料添加劑的MgNH4PO4沉淀物，具有較大的資源化利用價值及發(fā)展前景。磷酸胺鎂(MAP)沉淀法在去除磷酸鹽的同時可大幅度降低氨氮的濃度。

根據(jù)化學反應方程式得知，Mg2+：PO43-：NH4+=1：1：1。實踐結果表明，在單純利用制膠廢水中的氨氮和磷酸鹽，而不額外投加磷酸鹽藥劑的情況下，依序投加氫氧化鈉與氧化鎂溶液，將廢水的pH調(diào)整至最佳范圍9.0～9.5時，氨氮的去除效率約為10%～20%，磷酸鹽濃度可由200mg/L降至20mg/L以下。如要使氨氮濃度降得更低，則需額外投加磷酸鹽。

2.2 生物除磷法

（1）生物除磷工藝理論基礎

生物除磷由吸磷和釋磷兩個過程組成。在厭氧狀態(tài)下，聚磷菌吸收低分子有機物(如脂肪酸)，同時將貯存在細胞中聚合磷酸鹽中的磷通過水解而釋放出來，并提供微生物生命活動所必需的能量，即聚磷菌體內(nèi)的ATP進行水解，放出磷酸和能量，ATP轉為ADP。而在隨后的好氧狀態(tài)下，聚磷菌有氧呼吸，所吸收的有機物被氧化分解并產(chǎn)生能量，能量為ADP所獲得，將結合磷酸而合成ATP，微生物從廢水中攝取的磷，遠遠超過其細胞合成所需磷量，將磷以聚合磷酸鹽的形式貯藏在菌體內(nèi)，而形成高含磷量的活性污泥，通過排出剩余污泥，達到除磷效果。

（2）同時生物脫氮除磷工藝

制膠廢水中除了含有有機污染物以外，還含有高濃度氨氮和總磷，處理難度較大。為提高脫氮除磷效率，從根本上將氮、磷等污染物從水體中分離，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的廢水處理目標，在制膠廢水治理的工程實踐中，研發(fā)出組合式生物氧化系統(tǒng)，組合式生物氧化系統(tǒng)是在A2/O(厭氧—缺氧—好氧)工藝基礎上優(yōu)化而成的，該系統(tǒng)設有厭氧池、缺氧池、好氧池以及沉淀池。系統(tǒng)中的活性污泥所含的聚磷菌依次處于厭氧、缺氧和好氧的環(huán)境中，污水進入?yún)捬醵闻c回流污泥混合時，聚磷菌會吸收厭氧段進水中的小分子有機物合成聚-β-羥基丁酸(PHB)并儲存在細胞內(nèi)，同時將細胞內(nèi)的聚磷水解成正磷酸鹽，釋放到水中，釋放的能量供專性好氧的聚磷菌在厭氧的壓抑環(huán)境下維持生存。

隨后污水進入缺氧池，反硝化菌利用A2/O厭氧段出水中的有機物和回流混合液中的硝酸鹽進行反硝化，并產(chǎn)生一部分的堿度。通過控制適當?shù)幕亓鞅龋粌H可以得到很好的脫氮效果，還將有利于消除對后續(xù)好氧池中硝化細菌所產(chǎn)生的產(chǎn)物抑制，使氨氮在好氧池中可以持續(xù)得到進一步的氧化。

當污水進入好氧池時，有機物濃度已很低，聚磷菌主要是靠分解體內(nèi)儲存的PHB來獲得能量供自身生長繁殖，同時超量吸收水中的溶解性磷以聚磷酸鹽的形式儲存在體內(nèi)，經(jīng)過A2/O末端的沉淀池泥水分離，將含磷濃度高的剩余污泥從系統(tǒng)中分離出來處置，即可將大部分原廢水中所含的磷除去并獲得好的生物除磷效果。同時，由于在A2/O系統(tǒng)中好氧池中的有機物濃度很低，系統(tǒng)中的自養(yǎng)硝化細菌在富氧的環(huán)境中最終可以將氨氮氧化為硝酸鹽氮，并消耗一部分堿度。

2.3 化學除磷法

廢水經(jīng)過前面兩個階段處理后，總磷濃度已顯著下降到5mg/L以下，但還遠遠達不到國家《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中對總磷的要求(低于0.5mg/L)。為了使出水的總磷濃度穩(wěn)定達標，在工藝末端還應設有強化化學除磷系統(tǒng)。
化學除磷是通過化學沉析過程，將無機藥劑投加到廢水中，使其沉淀加以去除的方法。實踐經(jīng)驗表明，化學除磷藥劑選用硫酸亞鐵(FeSO4)與聚合氯化鋁(PAC)相結合，藥劑的投加量會更低，也會更加節(jié)省運行費用。

3、各階段除磷工藝運行的特點及局限性

（1）MAP系統(tǒng)運行的最佳的pH值約為9.0～9.5，而制膠廢水原水的pH值約為4.5～5.0，需要投加堿液調(diào)整廢水的pH值，才能達到最佳的處理效果。為了實現(xiàn)MAP反應，需要另外投加Mg2+，MAP系統(tǒng)出水的pH值約為9.5，為了滿足后續(xù)生物處理單元對pH值的要求，需對廢水進行反中和，以確保pH值滿足后續(xù)產(chǎn)甲烷厭氧系統(tǒng)的生物生長的要求。

（2）生物除磷的特點是

①生物除磷的運行費用相對較低；
②如果處理工藝要同時實現(xiàn)生物脫氮和生物除磷的功能，脫氮與除磷效率很難同時達到很高要求；
③生物除磷系統(tǒng)的控制要求高，當出水總磷濃度要求高時，往往在其之后設有備用的化學除磷藥劑投加系統(tǒng)。

（3）化學除磷的特點

①除磷效率高、可靠性好，特別適用于出水水質(zhì)總磷要求高的場合；
②除磷過程控制簡單；
③與生物除磷相比，增加化學藥劑費用。