当污水处理中出现总磷(TP)超标时,需要采取有效的措施将其降低至排放标准以下。总磷包括溶解性磷(如正磷酸盐)和颗粒性磷(结合在悬浮物或胶体上的磷)。去除总磷的方法主要分为生物法、化学法以及两者的组合(强化除磷)。
化学除磷 (Chemical Phosphorus Removal)
这是应对总磷超标最直接、快速、有效的方法,尤其适用于需要快速达标或生物除磷效果不佳的情况。
投加金属盐沉淀剂:
铁盐: 如氯化铁(FeCl₃)、硫酸铁(Fe₂(SO₄)₃)。Fe³⁺与PO₄³⁻反应生成难溶的磷酸铁(FePO₄)沉淀。效果好,适用pH范围宽,是目前最常用的化学除磷药剂之一。
铝盐: 如聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝。Al³⁺与PO₄³⁻反应生成磷酸铝(AlPO₄)沉淀。在中性pH条件下效果佳。
操作: 可在生化系统前(预沉淀)、生化池内(同步沉淀)或生化系统后(后沉淀/深度处理)投加。对于已超标的紧急情况,在二沉池出水后设置高效沉淀池(如高密度沉淀池)进行后化学除磷是最快捷的方案。
投加石灰(Ca(OH)₂):
通过提高pH(>10.5),使钙离子与磷酸根生成羟基磷灰石沉淀。
优点:药剂便宜。
缺点:产泥量大,需中和回调pH,易结垢,操作复杂。多用于高浓度磷废水或特定工业废水。
生物除磷 (Biological Phosphorus Removal - BPR)
利用聚磷菌(PAOs)在厌氧-好氧(或厌氧-缺氧-好氧,如A²/O工艺)交替环境下,通过“厌氧释磷、好氧超量吸磷”的机制,将磷以聚磷酸盐的形式储存在细胞内,最终通过排放富含磷的剩余污泥来去除磷。
适用条件: 需要系统具备厌氧区,且进水含有足够的易生物降解有机物(BOD₅/TP > 20)作为聚磷菌的碳源。
应对超标:
检查运行参数: 确保厌氧区无溶解氧(DO < 0.2 mg/L)和硝酸盐(会抑制释磷)。
调整泥龄(SRT): 生物除磷通常需要较短的泥龄(10-15天),以便及时排出富磷污泥。泥龄过长会导致磷的二次释放。
优化回流比: 控制污泥回流比和混合液回流比,避免硝酸盐进入厌氧区。
补充碳源: 如果进水碳源不足(BOD₅/TP过低),可考虑投加乙酸钠、甲醇等外加碳源,促进聚磷菌生长。
注意: 纯生物除磷通常难以稳定达到TP < 0.5 mg/L的高标准,且对水质水量波动敏感。
强化生物除磷 + 化学辅助 (Enhanced Biological Phosphorus Removal - EBPR + Chemical)
这是现代污水处理厂实现稳定、深度除磷(如TP ≤ 0.3 mg/L)的主流和推荐方案。
原理: 以生物除磷为主,化学除磷为辅或作为保障。
操作:
正常情况下,依靠生物系统去除大部分磷。
当监测到TP有超标风险或已超标时,自动或手动投加少量化学药剂(如铁盐或铝盐),进行“协同沉淀”或“后置沉淀”,确保出水稳定达标。
这种方式可以大幅减少化学药剂用量和污泥产量,同时保证出水水质。
其他/新兴技术
吸附法:
使用除磷吸附剂(如活性氧化铝、镧改性材料、铁基吸附剂、某些工业废渣等)通过物理或化学吸附去除磷酸盐。
适用于小水量或深度处理,吸附剂饱和后需要再生或更换。
离子交换法:
使用特定离子交换树脂选择性去除磷酸根。
成本较高,多用于特殊场合或小规模应用。
膜分离技术:
如超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)可以高效截留磷酸盐。
RO和NF除磷率极高,但投资和运行成本高,会产生浓水需要处理,通常用于再生水深度处理。
应对总磷超标的快速处理步骤
诊断原因:
是进水负荷突增?还是生化系统故障(如污泥膨胀、DO不足、硝酸盐回流过多)?
取样分析溶解性正磷酸盐和颗粒性磷的比例,判断主要污染形态。
紧急措施:
立即启动化学除磷: 在二沉池出水后投加铁盐或铝盐,并配合PAM助凝,在高效沉淀池或混凝沉淀池中快速去除。
调整加药量,直至出水TP达标。
长期优化:
改善生化系统运行(如优化厌氧条件、控制泥龄)。
考虑升级改造为EBPR+化学协同除磷工艺。
检查是否存在地下水渗入或工业废水偷排导致磷负荷异常。
总结

结论: 对于已发生的总磷超标,最快速有效的解决方案是投加铁盐或铝盐进行化学沉淀。但从长远和经济性考虑,应结合生物除磷,建立“生物为主、化学为辅”的强化除磷系统,以实现稳定达标和运行成本的平衡。
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