什么是磷？

磷是生物體五種主要元素之一，對(duì)有機(jī)生命至關(guān)重要。雖然磷元素很少自然存在，但它確實(shí)以其他幾種形式存在，主要是磷酸鹽。正磷酸鹽 (PO 4 3- ) 是磷酸鹽的可溶形式，是水中天然存在的離子。這種形式很容易被光合生物吸收，但在天然水道中最常見(jiàn)的濃度較低。其他類(lèi)型的磷酸鹽與活的或腐爛的有機(jī)物質(zhì)或沉積物和土壤結(jié)合。

許多生物過(guò)程都依賴(lài)于磷的可用性。在細(xì)胞層面，磷是 DNA 和 RNA、三磷酸腺苷的能量轉(zhuǎn)移以及細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵成分。在人體中，磷是骨骼和牙齒的主要成分。磷也有多種實(shí)際應(yīng)用。由于磷對(duì)光合作用至關(guān)重要，因此它是肥料的主要成分。一些磷酸鹽是食品、洗滌劑甚至飲用水中的常見(jiàn)添加劑。

環(huán)境中的磷

磷在我們的淡水生態(tài)系統(tǒng)中至關(guān)重要，因?yàn)樗窃孱?lèi)的限制性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。水體富營(yíng)養(yǎng)化或水體中營(yíng)養(yǎng)過(guò)?？赡軙?huì)造成危害，因?yàn)橹参锷赡軙?huì)激增。這種過(guò)度的藻類(lèi)生長(zhǎng)被稱(chēng)為“藻華"，會(huì)耗盡水體中的氧氣，導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)死亡。此外，一些藻類(lèi)還會(huì)產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物有害的毒素。

我們的水生生態(tài)系統(tǒng)中有多種磷源。非點(diǎn)源，例如肥料徑流，是最重要的貢獻(xiàn)者。然而，市政和工業(yè)廢水設(shè)施（點(diǎn)源）是磷的另一個(gè)重要貢獻(xiàn)者。這些設(shè)施從廢水中去除有機(jī)物和固體，但最近需要去除磷和氮等營(yíng)養(yǎng)物。對(duì)于向淡水系統(tǒng)或其他高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境排放廢水的設(shè)施來(lái)說(shuō)，除磷已成為一項(xiàng)基本優(yōu)先事項(xiàng)。在美國(guó)，總磷 (TP) 的排放限值通常低于 1 mg P/L，關(guān)鍵地區(qū)實(shí)施低于 0.1 mg P/L 的“超低"限值。

富營(yíng)養(yǎng)化 磷過(guò)剩

如何去除廢水中的磷

去除廢水中的磷有兩種主要機(jī)制：化學(xué)去除和生物去除?；瘜W(xué)除磷需要在水中添加金屬鹽?？扇苄粤祝ㄕ姿猁}）與金屬鹽反應(yīng)形成固體沉淀，然后在澄清器或過(guò)濾過(guò)程中從水中去除。明礬（硫酸鋁）或三價(jià)鐵（氯化鐵）是廢水中常用的化學(xué)品，可達(dá)到此效果。一種常用方法是在活性污泥廠內(nèi)曝氣池末端附近向工藝中添加明礬或三價(jià)鐵，使其有足夠的時(shí)間與可溶性磷反應(yīng)，然后再進(jìn)入澄清器。然后通過(guò)污泥排泄去除沉淀的磷?？梢允褂谜姿猁}分析儀通過(guò)向加藥泵提供控制設(shè)定點(diǎn)和反饋正磷酸鹽信號(hào)來(lái)自動(dòng)進(jìn)行化學(xué)加藥。

了解有關(guān)廢水中磷去除的更多信息，并查看我們的博客文章《自動(dòng)正磷酸鹽監(jiān)測(cè)如何將成本降低 25%》和《監(jiān)測(cè)正磷酸鹽以降低水資源回收設(shè)施中的化學(xué)品成本》。

同樣，生物除磷也需要將可溶性磷轉(zhuǎn)化為固體形式，然后在澄清器內(nèi)進(jìn)行重力分離。生物除磷涉及培養(yǎng)細(xì)菌（磷積累生物，或 PAO），這些細(xì)菌會(huì)在體內(nèi)吸收磷。通過(guò)提供適當(dāng)?shù)沫h(huán)境，這些 PAO 將吸收比平常更多的磷，以最大限度地去除磷。